2017_2018学年高中生物第四章种群第三节种群的数量波动及调节学案浙科版

第三节种群的数量波动及调节
1．种群是一个动态系统，种群中的个体数量是随
时间而变化的，这就是种群数量波动。

2．种群数量波动是由出生率和死亡率的变动以及
环境条件的改变引起的。

3．大多数种群呈非周期波动，少数种群呈周期
波动。

4．种群数量的外源性调节因素包括气候、食物、
病原物和寄生物、捕食等。

5．种群数量的内源性调节因素包括领域行为、内
分泌调节等。

1．种群数量的波动
(1)种群中的个体数量是随时间而变化的，是一个动态系统。

(2)引起种群数量波动的因素：出生率和死亡率的变动以及环境条件的改变。

(3)波动类型：环境容纳量只代表种群数量的一个平均值，实际的种群数量在这个值的上下波动，波动幅度有大有小，可以是周期波动，也可以是非周期波动，大多数属于非周期波动。

2．周期波动
(1)少数物种的种群数量波动表现出周期性，即波动在两个波峰之间相隔的时间相等。

(2)种群的周期波动现象主要发生在比较单调的高纬度环境中，如北方针叶林和苔原地带。

1．影响种群数量的因素有哪些？
提示：影响因素包括自然因素(气候、食物、天敌、传染病等)和人为因素(人类活动的影响)。

2．如何区分种群的波动是周期波动还是非周期波动？
提示：根据该种群波动在两个波峰之间相隔的时间是否相等。

相隔时间相等为周期波动，反之为非周期波动。

1．种群波动的原因
种群波动是指处于平衡状态的种群，随时间发展其种群数量围绕某一饱和量上下波动的现象。

(1)环境条件的变化可引起种群数量波动，如干旱、酷暑、严冬、流行疾病等因素可使种群数量减少，温和、湿润、风调雨顺等年景会使种群数量增加等。

(2)种群自身特性也可引起种群大小波动，如种群增长率随密度改变而变化时，种群动态可以表现为不同的类型，包括稳定、有规则波动和无规则波动等。

2．自然种群数量动态变化的常见类型
(1)季节变化：主要与环境季节性变化和生物适应性相关，同时也受种间关系(主要是食物关系)所影响。

(2)年变动：如旅鼠、北极狐3～4年周期；美洲兔、加拿大猞猁9～10年周期。

(3)种群数量的非周期性变动：根据现有长期种群动态记录，大多数生物种群的数量变动属于不规则的。

这些变化主要由环境的非周期性突然变化引起，如一些突发性的自然灾害，同时人类活动对种群数量的非周期性变化也起很大作用。

(4)种群暴发或大发生(如蝗灾、赤潮)。

3．种群的动态变化图示
1．种群数量的外源性调节因素
(1)气候是对种群影响最强烈的外源性因素，特别是极端的温度和湿度，如沙漠地区的啮齿类动物和鸟类的种群数量总是与降雨量有着直接的关系。

(2)食物也是调节种群数量的重要因素，在食物不足时，种群内部必然发生激烈的竞争，使很多个体不能存活或不能生殖。

(3)病源物和寄生物的致病力和传播速度随种群密度的增加而增加，种群密度越大，抑制增长的作用力也就越强。

因此对种群数量调节起着重要作用。

(4)捕食也能把种群密度压制在一个低水平上。

2．种群数量的内源性调节因素
(1)领域行为对种群密度具有明显的调节作用，如鸟类在繁殖季节常常独占并保卫一块领域。

①在种群密度高的年份，竞争力弱的失去领域，因而失去繁殖后代的机会，防止种群密度过大而过度消耗资源。

②种群密度小时：全部雄鸟均占有领域并繁殖后代，使种群数量得以增长。

(2)内分泌调节：由于社会压力加大，刺激中枢神经系统引发内分泌失调，会导致种群数量波动。

1．气候因素调节种群数量有何特点？捕食、寄生、流行病等因素调节种群数量有何特点？
提示：气候因素对种群的影响不受种群密度的制约，在任何密度下种群总是有一固定的百分数受到影响，捕食、寄生、流行病等因素的调节强度随种群密度的加大而增强，而且种群受影响个体的百分比也与种群密度的大小有关。

2．内源性调节因素是否影响种群的环境容纳量？
提示：不能，内源性调节改变种群密度，环境容纳量是由外源性因素决定的。

1．气候、食物、病源物和寄生物、捕食等因素对种群数量波动调节
(1)生殖力：生殖力受密度的影响，如池塘内的椎实螺在低密度时产卵多，高密度时产卵少。

(2)抑制物的分泌：多种生物都有通过分泌抑制物来调节种群密度的能力。

如动物中，蝌蚪密度高时产生一种毒素，能限制蝌蚪的生长，或增加蝌蚪的死亡率；在植物中，桉树有自毒现象，即密度高时能自行减少其数量。

[例1] ( )
A ．图中显示雪兔和猞猁的种群数量总是围绕着平衡密度上下波动
B
．雪兔与猞猁的这种种群数量波动属非周期波动
C ．雪兔与猞猁种群数量的波动与出生率、死亡率变动有关
D ．上述雪兔与猞猁种群数量的波动涉及食料植物、植食动物及肉食动物三者间的数量互动关系
[思路点拨] 根据坐标图信息判断两个波峰之间相隔的时间是否相等，确定波动的类型。

[精讲精析] 图中显示从1850年～1940年的90年间，这两种动物极明显地表现为每隔9～10年出现一次数量高峰，即每9～10年为一个波动周期，故雪兔和猞猁种群的数量波动为周期波动。

答案为B 。

种群数量波动类型的判断流程
1．蓟马是一种靠吸取植物汁液生存的昆虫。

如图是澳大利亚昆虫学家Andrewartha 连
续6年对玫瑰园中蓟马种群数量的调查结果。

下列叙述正确的是( )
A．在这6年间蓟马种群数量呈周期性波动
B．蓟马种群数量多的年份，通常玫瑰数量较少
C．蓟马同化的能量就是该生态系统的次级生产量
D．蓟马种群数量主要受气候、食物、领域行为等外源性因素的影响
解析：选A 根据蓟马种群数量曲线看出：6年间蓟马种群数量呈周期性波动；蓟马吸取植物汁液生存，种群数量多的年份，通常玫瑰数量应该较多；一个生态系统中，同一营养级的生物可有多种，蓟马同化的能量是该生态系统次级生产量的一部分；蓟马种群数量还受种内斗争及天敌等因素的影响，领域行为属于内源性因素。

种群数量波动的调节因素
[例2] 调节种群数量的因素可分为外源性因素和内源性因素，下列属于内源性因素的是( )
A．温度、降水B．内分泌调节、行为调节
C．捕食、疾病 D．食物、气候
[精讲精析] 调节种群数量的因素可分为外源性因素和内源性因素，外源性因素包括气候、食物、病源物和寄生物及捕食等，内源性因素则包括多种行为调节及内分泌调节等。

答案为B。

外源性因素和内源性因素对种群数量的波动起调节作用，出生率和死亡率对种群数量波动起决定性作用。

2．种群数量调节的外源性调节因素中最强烈的是( )
A．食物 B．疾病
C．寄生 D．气候
解析：选D 气候是对种群影响最强烈的外源性因素，特别是极端的温度和湿度。

[课堂回扣练习]
1.某生态系统中生活着多种植食性动物，其中某一植食性动物种群个体数量的变化如右图所示。

若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出，下列关于该种群个体数量变化的叙述，错误的是( )
A．若a点时环境因素发生变化，但食物量不变，则a点以后个体数量变化不符合逻辑斯谛增长
B．若该种群出生率提高，个体数量的增加一般也不会大幅超过b点
C．天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降，下降趋势与b～c段相似
D．年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动，波动趋势与c～d段相似
解析：选A 图中个体数量在K值附近波动，说明该生态系统是一个相对成熟稳定的生态系统。

若该种群出生率提高，数量将增加，但应该也在K值附近波动，一般不会大幅超过b点；种群数量下降的原因与食物、天敌等因素相关，所以下降趋势与b～c段相似；年龄结构变动导致该种群数量波动，但也应该在K值附近波动；若a点时环境因素变化，食物量不变，增长的过程可能会有所波动，但仍呈“S”形增长，增长速率有所增加或减少。

2．下图为同一地区甲、乙两种动物的种群数量变化曲线。

下列叙述中，正确的是( )
A．t0～t1乙种群的生物量大于甲种群
B．t1～t2甲、乙曲线峰值代表种群K值
C．t2～t3乙种群数量主要受内源性因素调节
D．t3～t4甲种群呈逻辑斯谛增长
解析：选D t0～t1乙种群的种群数量大于甲种群，但生物量大小无法比较；t1～t2甲、乙种群曲线峰值不能代表种群K值；t2～t3乙种群数量可能受外源性因素(食物等)调节；t3～t4甲种群呈逻辑斯谛增长。

3．为了探究植物的生长受到哪些因素的影响，按下表给定的条件进行如下实验。

通过对该实验中植物生长情况的观察，不能获得正确结论的是( )
A．用1号、2号盆中的植物，研究选用不同的土壤对植物生长的影响
B．用2号、4号盆中的植物，研究施肥量对植物生长的影响
C．用1号、5号盆中的植物，研究光照时间对植物生长的影响
D．用3号、5号盆中的植物，研究浇水量对植物生长的影响
解析：选D 对表中条件进行分析时，可采用单一变量法，每次研究一个变量，其余条件完全相同。

3号、5号盆中植物浇水量和施肥量都不同，不能用来研究浇水量对植物生长的影响。

4．如图表示某一动物种群进入一个适宜、有利的森林生态系统后的数量增长曲线。

请分析回答：
(1)根据曲线，这种生长方式属于________增长曲线，在________点上，该动物群体增长速率最大。

(2)在C点和D点，________最可能成为该动物种群增长的限制因素。

(3)当动物种群发展到D点时，群体的能量能不能继续增长？为什么？预计D点后，该种群将呈现何种数量变动趋势？_________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)如果这片树林被外来传进的(我国从未有过的)某种害虫侵入，请你从生态学角度说明这片树林有可能将会怎样？______________________________________________________
________________________________________________________________________。

解析：(1)由曲线知该动物群体数量由少到多，后趋于稳定，属于“S”形增长曲线；在B点(K/2)时，其增长速率最大。

(2)在C点后群体数量增加减缓，食物最可能成为限制其数量增长的因素。

(3)发展到D点时，群体数量不再增多，会围绕其K值上下波动。

(4)若有某种害虫侵入该树林，会因为没有天敌而导致害虫大量繁殖，破坏树林。

答案：(1)“S”形 B (2)食物(3)不能。

因为食物等因素影响，种群的数量增长受到限制。

预计该种群数量达到D点后将会围绕其K值上下波动(4)由于此害虫属国外侵入物种，在我国没有它的天敌，因此如不采取措施有可能使这片树林遭到破坏
[课下综合检测]
一、选择题
1．下列有关种群数量波动的说法，正确的是( )
A．少数种群数量的波动是非周期波动
B．大多数种群数量的波动是周期波动
C．种群是一个动态系统
D．环境容纳量说明种群的数量是不变的
解析：选C 大多数种群数量的波动是非周期的。

2．下列与种群数量的波动及调节的相关叙述，错误的是( )
A．种群的个体数量是随时间而变化的
B．种群的数量波动可分为周期波动与非周期波动
C．食物是对种群影响最强烈的外源性因素
D．病源物与寄生物的致病力与传播速度对种群数量的调节具有重要作用
解析：选C 对种群影响最强烈的外源性因素应为气候，特别是极端的温度与湿度往往会导致种群数量急剧下降甚至消亡。

3．以下相关叙述错误的是( )
A．东亚飞蝗在我国随气候变化而表现为周期波动
B．种群的周期波动现象主要发生在高纬度环境中
C．用七星瓢虫防治蚜虫属于外源性调节
D．内源性调节包括行为调节和内分泌调节
解析：选A 东亚飞蝗数量随气候变化而表现为非周期波动。

4．如图表示某区域的猞猁在一段时间内的数量变化曲线，有关叙述正确的是( )
A．猞猁种群的数量波动具有周期性
B．在不同年份猞猁个体主要以随机分布为主
C．猞猁种群的环境容纳量约为7.8×104只
D．食物短缺是引起M→N变化的内源性调节因素
解析：选A 根据变化曲线得知：猞猁种群的数量波动具有周期性，即先增加，后减少，这与食物的来源有很大的关系；由种群数量的变化无法得出种群的分布型；环境容纳量(K)指在一定范围内动态变化的种群数量，种群达到K值后，应该在K值上下波动。

根据曲线，猞猁种群数量达到7.8×104只后，数量继续下降，所以7.8×104不是猞猁种群的环境容纳量；食物短缺是引起M→N变化的外源性调节因素。

5．下图表示的是硅藻和一些非生物因素季节性的波动，数据来自北温带海洋的上层。

以下对该图的解释正确的一项是( )
A．光照强度与硅藻数量始终呈正相关
B．硅藻数量增加会降低磷和硝酸盐的含量
C．提高光照强度会增加水中各种养分的含量
D．光照强度的提高会促进分解者的代谢，从而使水中养分降低
解析：选B 观察曲线可知硅藻数量增加，磷和硝酸盐的含量会因为被吸收而下降。

6．红松球果产量有“四年两头熟”的说法，这说明红松( )
A．种群的数量波动为非周期波动
B．种群的数量波动为周期波动
C．种群数量波动属外源性调节
D．种群数量波动属内分泌调节
解析：选B 红松球果产量的“四年两头熟”表明红松种群数量的波动周期约为4年。

7．在某自然保护区中，甲物种与乙物种的种群数量波动如下图所示。

下列叙述错误的是( )
A．这两个物种种群的数量波动均具有周期性
B．甲物种种群数量受乙物种种群影响，但乙物种种群数量不受甲物种种群的影响
C．甲物种种群数量变化受出生率和死亡率因素的影响
D．甲物种和乙物种各自种群内均会出现种内斗争
解析：选B 甲、乙曲线在两个波峰之间的间隔时间相等，因此为周期性波动。

波动是由出生率、死亡率的变动和环境条件的改变引起的。

自然条件下，空间、资源均有限，不同物种之间，以及同一个物种内的个体之间，也会因为争夺生存资源而发生斗争。

8．如图为自然环境中生物种群数量变化曲线，下列有关叙述错误的是( )
A．d处波动主要是因为出生率和死亡率变动所致
B．该物种的种群数量波动表现出明显的周期性
C．该种群数量受外源性因素和内源性因素的共同调节
D．灭鼠杀死一半的老鼠，效果最好
解析：选D 灭鼠杀死一半的老鼠，此时老鼠数量为K/2，种群增长速率最大，不久就可恢复，效果较差。

二、非选择题
9．下图是1845年到1935年间某森林A、B两种动物种群数量的变化曲线。

据图回答有关问题：
(1)图中显示A、B两种群在数量上呈现__________波动，其中A种群数量最多的年份曾达到________千只。

(2)A种群的数量在一段时间内能够急剧增加的生物因素主要是①________________；
②________________。

(3)B种群的存在对整个森林生态系统的稳定所起到的作用具体是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)在所研究的1890～1935年间，该生态系统中A种群的K值为________左右。

从图中任意一时段可以看出，当A种群达到K值后，B种群的K值变化是________(填“早于”或“晚于”)A种群的K值出现(注：不考虑其他生物因素)。

答案：(1)周期140
(2)可食的植物增加B种群的数量急剧减少
(3)B种群捕食一定数量的A种群，使森林植被不致被过度破坏(4)60千只晚于。