必修三 第4章 种群和群落知识的总结

稳态与环境第四章种群和群落第一节种群的特征种群的概念在一定自然区域内，同种生物的全部个体构成种群。

种群和物种的关系同一物种在不同区域可因地理隔离形成多个种群，但一个种群内的个体都为同一物种。

种群的特点（1）一个种群不是个体简单的累加，而是有发展、自我调节、动态稳定以及具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例等一系列特征的有机整体。

（2）种群中各个个体之间的关系既有互助也有斗争，但无论是互助还是斗争都有利于种群的生存和延续。

种群密度的概念种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。

种群密度的特点种群密度是种群最基本的数量特征。

不同物种的种群密度是不同的，同一物种在不同时期种群密度也是不同的。

种群密度的意义它反映了种群在一定时期的数量，在农林害虫的监测和预报、渔业上捕捞强度的确定等方面具有重要的意义。

种群密度的调查方法——样方法a.样方：样方也叫样本，从研究对象的总体中抽取出来的部分个体的集合。

b.随机取样：在抽样时如果总体中每一个个体被抽选的机会均等，且每一个个体北选与其他个体间无任何牵连，那么这种既满足随机性，又满足独立性的抽样，就叫做随机取样。

随机取样不允许掺入任何主观性，否则就难以避免调查人员想获得调查属性的心理作用，往往使调查结果误差偏大。

样方法的概念：在北调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。

适用范围：用于植物或活动能力弱的动物。

样方的选取方法1、样方数目的确定：取样多少随调查地段的总体面积而定。

一般地说，选取的样方越多，求得的种群密度越接近实际情况。

2、样方大小的确定：视北调查的植物类型而定。

一般情况下，温带地区，乔木为100m2，灌木为16m2，草本植物为1m2。

3、常用的样方选取方法4、样方的计数原则：计数样方内所有个体，遇到边缘时，一般遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。

种群密度的调查方法——标志重捕法1、适用范围：活动能力强和范围大的动物如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫类等动物。

2、方法：在一个有比较明显界限的区域内，捕捉一定数量的动物个体进行标记后放回原环境，经过一个适当时期（标记个体与未标记个体重新充分混合分布），再进行重捕。

根据重捕样本中标记者的比例，估计该区域的种群总数，可计算出某种动物的种群密度。

3、前提条件：标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相等。

在调查期间没有心的个体出生和死亡，没有迁入和迁出。

4、注意事项：1）标记物和标记方法必须对动物的身体不会产生关于寿命和行为的伤害；2）标记不能过分醒目，且在调查研究期间不能消失；3）标志重捕法必须在一个比较明确界限的区域内，估计的是该区域的种群总数。

标志重捕法的具体过程（1）确定调查对象。

（2）捕获并标记部分个体：在该种群生存环境中，均匀设置捕获点，捕获一部分个体，并对其进行标记后，再将其放回原来的环境，并记录个体数（M）。

（3）重捕并计数：一段时间后，在原来的捕获点再捕获一部分个体，病计数数量（n）及其中被标记的个体数（m），然后将其放回原来的环境。

（4）计算公式种群密度与种群数量的关系在种群的数量特征中，种群密度是最基本的特征。

种群密度越大，一定范围内个体数量越多，即种群密度与种群数量呈正相关。

出生率和死亡率（1）概念单位时间内新产生或死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。

（2）公式（3）地位决定种群大小和密度的最直接因素。

（4）关系1）出生率＞死亡率→种群数量呈增长趋势，种群密度增加。

2）出生率＜死亡率→种群数量呈下降趋势，种群密度减小。

3）出生率＝死亡率→种群数量相对稳定，种群密度不变。

迁入率和迁出率（1）概念对一个种群来说，单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比率，分别称为迁入率或迁出率。

（2）迁入率和迁出率直接影响种群的数量变化1）迁入率＞迁出率→种群数量呈增长趋势，种群密度增加。

2）迁入率＜迁出率→种群数量呈下降趋势，种群密度减小。

3）迁入率＝迁出率→种群数量相对稳定，种群密度不变。

（3）意义迁入率与迁出率也是决定种群密度大小的最直接因素，如研究一座城市人口的变化，迁入率和迁出率是不可忽视的因素。

种群的年龄组成（1）概念：一个种群中各年龄期的个体数目的比例。

（2）年龄结构的分类比较（3）研究种群的年龄组成对于预测种群数量的变化趋势具有重要的意义。

种群的年龄组成通过出生率和死亡率来影响种群密度。

种群的性别比例（1）概念：指种群中雌雄个体数目的比例。

（2）（3）对种群密度的影响1）如果各年龄阶段中雌雄个体数量相当，雌雄个体就有充分的交配繁殖机会，决定来较高的出生率，种群密度将逐渐增大。

2）如果雌多于雄或雄多于雌的种群，性别比例失调，个体间交配繁殖的机会较少，这样的种群其出生率较低，种群密度也将逐渐减小。

（4）意义：性别比例在一定程度上影响种群密度。

（5）应用：1）人们为了获得蛋、奶等禽畜副产品而选择雌性。

2）用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏来害虫种群正常的性别比例，会使很多雌性个体不能完成交配，而使害虫的种群密度明显下降。

种群空间特征的概念种群的空间特征是指组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局。

种群空间特征的类型第二节种群数量的变化“J”型增长的数学模型（1）模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜，没有敌害等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。

（2）建立模型：以某种动物为例，假定种群的数量为N0，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数，N t表示t年后该种群的数量，该种群每年的增长率都保持不变，那么一年后该种群的数量应为：N1＝N0×λ；两年后该种群的数量应为：N2＝N1×λ＝N0×λ2；t年后该种群的数量应为：N t＝N0×λt。

（3）绘制曲线：如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标，据此方程给出的曲线为“J”型，如图所示：决定“J”型曲线的两个因素（1）N0（即起始数量）（2）λ（λ值取决于每年的自然出生率与死亡率）。

根据λ值可以判断种群的动态。

即当λ＞1时，种群呈“J”型增长；当λ＝1时，种群稳定；当0＜λ＜1时，种群数量下降；当λ＝0时，种群无繁殖现象，且在下一代灭亡。

1）“J”型曲线的增长率是恒定的，是个定值。

2）“J”型曲线种群增长速率是逐年增大的，其公式为“S”型增长的数学模型（1）“S”型曲线形成的原因资源和空间有限、种群密度增大→种内斗争加剧、天敌增加→种群出生率降低、死亡率增加→出生率≈死亡率→种群增长停止且稳定在一定水平（2）建立模型1）特征：a、种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定；b、曲线呈“S”型；c、有最大值（K值）2）种群数量达到K值后并不是一成不变的，而是围绕K值上下波动。

3）K值：即环境容纳量，是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。

种群数量达到最大值（K值）以后保持相对稳定。

用“S”型曲线解决生产实际问题（1）在对野生动植物资源的合理开发和利用方面，一般将种群数量控制在环境容纳量的一半，即K/2值，此时，种群增长速率最快，可提供的资源数量也最多，而且又不影响资源的再生。

1）当过度捕猎导致种群数量小于K/2时，种群增长速率减慢，获取的资源数量将减少，而且还会影响资源的再生。

2）当种群数量大于K/2时，种群呃增长速率开始下降。

所以在开发动植物资源时，种群数量大于K/2时，就可以捕猎一定数量的该生物资源。

（2）对野生生物资源的保护方面，采取相应措施，如建立自然保护区等，从而提高野生生物的环境容纳量，是保护野生生物资源的有效措施。

（3）农林害虫的防治方面，降低农林害虫的环境容纳量，是防治的根本。

“S”型增长曲线与“J”型增长曲线的比较影响种群数量的因素（1）外部因素：中间因素和其他非生物因素，如食物、天敌、气候、传染病等。

（2）内部因素：出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例等。

（3）人为因素：人类对自然界种群数量的影响越来越大。

种群数量变化的特点大多数种群的数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。

第三节群落的结构群落的概念同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合叫做生物群落，简称群落。

群落的概念具有一定的时空限制，同一时间内同一区域中各种生物种群的集合，缺一不可。

群落和种群比较（1）种群强调的是一定区域内“同种所有的生物”（2）群落强调的是一定区域内和同一时间内“所有的生物”。

（3）两者的关系为：同种生物个体→种群→群落。

群落水平上研究的问题（1）群落的物种组成、优势种；（2）群落中的种间关系；（3）群落的演替；（4）群落的空间结构以及各种群占据的位置；（5）群落的范围和边界。

群落的物种组成（1）群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。

如武夷山的常绿阔叶林：乔木层的优势种有苦槠、青钩栲等；新疆北部的常绿针叶林：乔木层的优势种有红松、云杉冷杉等。

（2）不同群落物种组成的差异每个群落都是由一定的植物、动物、微生物种群组成的。

不同类型的群落必然具有不同的物种组成，因此物种组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征。

物种丰富度的概念物种丰富度：群落中物种数目的多少称为物种丰富度，是群落的首要特征。

物种丰富度分布特点（1）物种丰富度随纬度的变化而变化，从热带到两极随纬度的增加，物种丰富度有逐渐减少的趋势。

（2）在高山群落，物种丰富度随海拔的增加而逐渐降低。

（3）水生群落的物种丰富度有随深度增加而降低的趋势。

优势种的概念优势种是指在群落中优势度大的物种，不仅数量大，生态作用也大，决定着群落结构和群落环境的主要特征。

不同类型的群落其组成的优势种是不同的，而群落常以优势种命名。

种间关系类型一个群落中的物种不论多少，都不是随机地聚集在一起的，而是通过复杂的种间关系，形成一个有机的整体。

种间关系包括竞争、捕食、寄生和互利共生等，现比较如下表所示。

群落的空间结构的含义在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。

群落的垂直结构（1）植物的垂直结构1）成因：森林植物的分层与对光的利用有关。

2）意义：显著提高了植物利用阳光、空间等资源的能力。

（2）动物的垂直结构1）成因：动物的分层与其食物和栖息场所有关，植物的分层决定了动物的分层现象。

2）实例：猫头鹰——森林上层；大山赢——灌木层；鹿、野猪——地面活动；蚯蚓及部分微生物——落叶层和土壤。

群落的水平结构（1）含义：群落的水平结构是指群落中的各个种群在水平状态下的格局和片状分布。

（2）成因：主要是环境因子的不均衡性，如地形变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同，以及人与动物的影响等因素。