生物專題七-種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)

專題七

種群、群落

生態(tài)系統(tǒng)種群：在一定自然區(qū)域內(nèi)的同種生物的全部個(gè)體，叫種群。種群密度

出生率和死亡率遷入率和遷出率

年齡組成和性別比例一、種群的數(shù)量特征（一）、種群密度

1，概念：

種群在單位面積或單位體積中的個(gè)體數(shù)。2，調(diào)查方法樣方法標(biāo)志重捕法總數(shù)調(diào)查法種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。①含義：在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi)，隨機(jī)選取若干個(gè)樣方，通過(guò)計(jì)數(shù)每個(gè)樣方內(nèi)的個(gè)體數(shù)，求得每個(gè)樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度估計(jì)值②使用范圍：多用于植物和活動(dòng)范圍較小的動(dòng)物（1）樣方法五點(diǎn)取樣法：等距取樣法：如何調(diào)查一草原上綿羊的種群密度？2、標(biāo)志重捕法：

（常用于動(dòng)物的種群密度的調(diào)查方法）

①含義：在被調(diào)查種群的活動(dòng)范圍內(nèi)，捕獲一部分個(gè)體作上標(biāo)記后，再放回原來(lái)的環(huán)境，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕到的動(dòng)物中標(biāo)記個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例，來(lái)估計(jì)總體密度。假定在調(diào)查區(qū)域中動(dòng)物的總數(shù)為N，第一次捕獲M個(gè)個(gè)體進(jìn)行標(biāo)記，然后放回原來(lái)的自然環(huán)境，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后進(jìn)行重捕，重捕的個(gè)體數(shù)為n，其中已標(biāo)記的個(gè)體數(shù)為m，根據(jù)總數(shù)N中標(biāo)記比例與重捕取樣中標(biāo)記比例相等的原則：即N∶M=n∶m，可得調(diào)查區(qū)域種群數(shù)量N=M×n/m。②計(jì)算方法：（二）、出生率和死亡率：是指單位時(shí)間內(nèi)新產(chǎn)生的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)的比率。是指單位時(shí)間內(nèi)死亡的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)的比率。出生率：死亡率：出生率和死亡率是決定種群大小和種群密度的重要因素（三）、遷入率和遷出率

（1）概念：在單位時(shí)間內(nèi)遷入（或遷出）的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)的比率。（2）意義：遷入率和遷出率在研究城市人口變化中具有重要意義。

遷入率和遷出率也決定了種群密度的大小1，年齡組成：種群中各年齡期的個(gè)體所占比例。幼年(尚無(wú)生殖能力)成年(有生殖能力)老年(喪失生殖能力)（四）、年齡組成和性別比例（1）年齡的三個(gè)階段：（２）、年齡組成一般分三種類型：衰退型穩(wěn)定型增長(zhǎng)型圖示發(fā)展趨勢(shì)種群構(gòu)成特點(diǎn)類型種群密度會(huì)越來(lái)越小老年個(gè)體很多,幼年個(gè)體很少種群密度在一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定各年齡期的個(gè)體數(shù)目比例適中種群密度會(huì)越來(lái)越大幼年個(gè)體很多,老年個(gè)體很少（3）年齡組成的意義：可以預(yù)測(cè)種群密度的變化方向2，性別比例：（1）概念：指雌雄個(gè)體數(shù)目在種群中所占的比例。（2）性別比例的應(yīng)用：利用人工合成的性引誘劑誘殺某種害蟲的雄性個(gè)體，破壞害蟲種群正常的性別比例，從而達(dá)到殺蟲效果。（3）性別比例的意義：影響種群密度的變動(dòng)。種群密度出生率、死亡率遷入率、遷出率決定密度大小種群數(shù)量直接影響年齡組成預(yù)測(cè)變化趨勢(shì)性別比例影響密度大小種群數(shù)量特征關(guān)系圖二、種群的空間特征組成種群的個(gè)體在其生活空間中的位置狀態(tài)或空間布局叫做種群的空間特征或分布型。種群的空間分布一般可概括為三種基本類型：隨機(jī)分布、均勻分布和集群分布。均勻型隨機(jī)型集群型建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法種群數(shù)量的波動(dòng)和下降種群增長(zhǎng)的“Ｊ”型曲線種群增長(zhǎng)的“S”型曲線三.種群數(shù)量的變化種群的研究核心就是種群的數(shù)量變動(dòng)。為了直觀、簡(jiǎn)便地研究種群的數(shù)量變動(dòng)的規(guī)律，數(shù)學(xué)模型建構(gòu)是常用的方法之一。（一）、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法1，概念：用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式2，類型：數(shù)學(xué)方程式法:坐標(biāo)曲線法:Nn＝2n3，數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的一般過(guò)程(p65)

提出問(wèn)題

作出假設(shè)

建立模型

模型的檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)①產(chǎn)生條件：

理想狀態(tài)——食物充足，空間充裕，氣候適宜，沒(méi)有敵害等；②增長(zhǎng)特點(diǎn)：

種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年是第一年的λ倍．③建立模型：t年后種群的數(shù)量為

Nt=N0

λt

（N0為起始數(shù)量，t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為年均增長(zhǎng)率．）

（二）、種群增長(zhǎng)的“Ｊ”型曲線在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)呈“Ｊ”型曲線增長(zhǎng)嗎？為什么？不會(huì).原因：自然界的資源和空間是有限的。在自然界中食物有限空間有限種內(nèi)斗爭(zhēng)種間競(jìng)爭(zhēng)天敵捕食環(huán)境阻力種群密度越大環(huán)境阻力越大生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)：種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線，稱為“S”型曲線．大草履蟲種群的增長(zhǎng)曲線①產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力：

自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）——食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高．當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平．（三）、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長(zhǎng)并在K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。

K值：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量。

②增長(zhǎng)特點(diǎn)：

同一種群的K值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境的影響。

N≈K／2，此時(shí)種群增長(zhǎng)速度最快，可提供的資源數(shù)量也最多，而又不影響資源的再生。種群數(shù)量種群增長(zhǎng)的“J”型曲線（在理想狀態(tài)下的種群增長(zhǎng)）種群增長(zhǎng)的“S”型曲線（在有限環(huán)境下的種群增長(zhǎng)）兩種曲線的比較影響種群數(shù)量變化的因素直接因素：間接因素：重要因素：出生率、死亡率、遷入率、遷出率食物、氣候、傳染病、天敵人類的活動(dòng)(四)、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的

東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡（五）、研究種群數(shù)量變化的意義1．合理利用和保護(hù)野生生物資源2．為防治有害生物提供科學(xué)依據(jù)魚類的捕撈蝗蟲的防治7-2、群落的結(jié)構(gòu)

同一時(shí)間內(nèi)聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合，叫做群落。包括這個(gè)區(qū)域內(nèi)

！群落的概念所有生物思考：1．一個(gè)池塘中全部魚2．一塊朽木上的全部木耳3．一棵枯樹和其上的苔蘚、真菌、昆蟲、蝸牛等4．一塊水田里的全部水稻、水草、魚、蝦及其它生物判斷下列實(shí)例是否屬于群落：群落的物種組成種間關(guān)系群落的空間結(jié)構(gòu)這些群落的不同是靠什么來(lái)區(qū)別的呢？1、物種的組成是區(qū)別不同群落的重要特征。（一）、群落的物種組成熱帶雨林常綠闊葉林落葉闊葉林針葉林苔原我國(guó)南方北方2、群落中物種數(shù)目的多少稱為豐富度群落的物種數(shù)目多少如何表示呢？（1）物種組成是區(qū)別不同群落的重要特征。例如，我國(guó)北方的森林，主要是由常綠針葉樹種組成，而南方許多森林的主要樹種是闊葉喬木（2）不同群落間種群數(shù)量和個(gè)體數(shù)量差別很大。例如，在熱帶森林的生物群落中，植物種群以萬(wàn)計(jì)，無(wú)脊椎動(dòng)物以10萬(wàn)計(jì)，脊椎動(dòng)物種群以千計(jì)；但在凍原和荒漠的生物種群中，種群數(shù)量要少得多。（3）豐富度：群落中物種數(shù)目的多少。

在生態(tài)學(xué)上，用豐富度來(lái)描述一個(gè)群落中種群數(shù)量的多少?？偨Y(jié)（二）、群落中的種間關(guān)系種內(nèi)關(guān)系種間關(guān)系種內(nèi)互助：種內(nèi)斗爭(zhēng)互利共生寄生競(jìng)爭(zhēng)捕食：爭(zhēng)奪食物、空間、配偶的行為

育雛行為生物數(shù)量時(shí)間生物A生物B捕食AB競(jìng)爭(zhēng)大象和獅子搶奪水源生物數(shù)量時(shí)間生物A生物B生物A生物BCAB

例如：蛔蟲、絳蟲、血吸蟲等寄生在其它動(dòng)物的體內(nèi)；虱和蚤寄生在其它動(dòng)物的體表；噬菌體寄生在細(xì)菌內(nèi)部。寄生生物數(shù)量時(shí)間A宿主（寄主）B寄生蟲體表寄生體內(nèi)寄生ABBA根瘤內(nèi)有大量根瘤菌豆類植物的根根瘤菌豆類植物通過(guò)固氮作用提供含氮養(yǎng)料通過(guò)光合作用提供有機(jī)養(yǎng)料互利共生生物數(shù)量時(shí)間互利共生地衣(真菌和藻類植物的共生體)真菌藻類通過(guò)菌絲提供水、CO2、無(wú)機(jī)鹽通過(guò)光合作用提供有機(jī)養(yǎng)料生物A生物BABAB種間關(guān)系關(guān)系類型物種關(guān)系一般特征實(shí)例AB互利共生寄生競(jìng)爭(zhēng)捕食（“＋”表示有利，“－”表示有害）＋＋彼此有利相互依存地衣＋－一方有利一方受害彼此抑制－－個(gè)體Ａ得利

個(gè)體Ｂ有害＋－蛔蟲和人大小草履蟲間牛與草狼與羊思考：（三）、群落的空間結(jié)構(gòu)1.垂直結(jié)構(gòu)的概念：是指群落在空間上的垂直分化或成層現(xiàn)象。它是群落中動(dòng)植物間及其與環(huán)境間相互關(guān)系的一種特殊形式。

群落的成層性,是自然選擇的結(jié)果,是動(dòng)植物與環(huán)境相互矛盾統(tǒng)一的反映。（—）垂直結(jié)構(gòu)（一）垂直結(jié)構(gòu)（一）垂直結(jié)構(gòu)（３）群落的垂直結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分層現(xiàn)象的意義是什么？（1）引起植物分層分布的主要原因是：光照強(qiáng)度（２）引起動(dòng)物分層分布的主要原因是：食物、棲息場(chǎng)所等使生物群落在單位面積上能容納更多的生物種類和數(shù)量，提高了群落利用環(huán)境資源（如陽(yáng)光、空間、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等）的能力。思考討論（二）水平結(jié)構(gòu)（二）水平結(jié)構(gòu)1.分布不均勻的原因：2.水平結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：地形、土壤濕度和鹽堿度、光照強(qiáng)度、生物自身生長(zhǎng)特點(diǎn)、人和動(dòng)物的影響等

植物群落水平結(jié)構(gòu)的主要特征就是它的鑲嵌性。五、生物群落的演替

1.概念：是指隨著時(shí)間的推移，一個(gè)群落被另 一個(gè)群落代替的過(guò)程。2.演替的基本類型:初生演替和次生演替（1）初生演替（primary

succession）①概念：在一個(gè)從來(lái)沒(méi)有被植物覆蓋的地面，或者是原來(lái)存在過(guò)植被但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。②過(guò)程：裸巖→地衣→苔蘚→草本→灌木→喬木→森林③例子：沙丘、火山巖、冰川泥等（2）次生演替（secondarysuccession）①概念：是指原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物