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第四章 种群和群落
一、本章知识网络：
二、知识解读：
知识点一、种群数量特征之间的关系分析
1．各数量特征之间的关系
(1)图解
(2)析图
①种群密度是种群最基本的数量特征。
②出生率和死亡率以及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。
③年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，但是能够用来预测和影响种群密度的变化趋势。
④除图中影响因素外，气候、天敌、传染病等都影响种群密度的改变。
2．种群的年龄组成图解及分析
(1)模式图
①图解
②析图
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种 群 |
年龄组成情况 |
出生率和 死亡率情况 |
种群数量 变化趋势 |
所属 类型 |
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A |
幼年多，老年少 |
> |
增加 |
增长型 |
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B |
各年龄期比例适中 |
＝ |
波动 |
稳定型 |
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C |
幼年少，老年多 |
< |
降低 |
衰退型 |
提醒 年龄组成为稳定型的种群，种群数量不一定保持稳定。因为出生率和死亡率不完全取决于年龄组成，还与气候、食物、天敌等有关，譬如遇到剧烈的气候变化，可使种群数量急剧减少。此外，种群数量还与迁入率、迁出率直接相关。
(2)曲线图
①图解
②析图
图甲幼年个体多，老年个体少，出生率>死亡率，种群数量增加，属增长型；而图乙相反，应为衰退型。
(3)柱形图
①图解
②析图
图A中幼年个体少，老年个体多，为衰退型。
图B中幼年个体多，老年个体少，为增长型。
图C中各年龄段比例适中，应为稳定型。
3．种群密度调查
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标志重捕法 |
样方法 |
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适用对象 |
活动范围大、活动能力强的动物个体，如鼠、鸟类等 |
植物或活动范围小、活动能力弱的动物，如蚯蚓和虫卵等 |
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统计方法 |
利用公式＝计算出N，即为该种群密度的估计值。(N1为标志个体数，N2为重捕数，N0为重捕个体中带标志数) |
计算各样方内种群密度的平均值为该种群的种群密度的估计值 |
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注意问题 |
① 调查时没有迁入和迁出、出生和死亡 ②标志物不能过于醒目，不能影响标志对象正常生理活动，且不易脱落 |
① 随机取样 ②样方大小适中 ③样方数量不宜太少 |
提醒 (1)城市人口的剧增——迁入率>迁出率造成的。
(2)中国人口的增长——出生率>死亡率造成的，不能单纯说是出生率高造成的。
(3)计划生育政策——控制出生率，使增长率下降。
(4)利用性外激素诱捕雄蛾——改变性别比例来降低出生率。
(5)将性外激素释放到大田里，干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。
(6)性别比例中，♂多于♀的如蚂蚁等；♀多于♂的如人工控制的种群——牛、鸡等
知识点二、种群数量增长的“J”型与“S”型曲线模型比较
1．两种曲线模型比较
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项 目 |
“J”型曲线 |
“S”型曲线 |
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增长模型 |
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前提条件 |
理想状态：资源无限、空间无限、不受其他生物制约(无种内斗争，缺少天敌) |
现实状态：资源有限、空间有限、受其他生物制约(种内斗争加剧，捕食者数量增加) |
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种群增长速率 |
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种群增长率 |
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K值有无 |
无K值 |
有K值 |
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曲线形 成原因 |
无种内斗争，缺少天敌 |
种内斗争加剧，天敌数量增多 |
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联 系 |
两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同，对种群增长的影响不同 |
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2.K值与在实践中的应用
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灭 鼠 |
捕 鱼 |
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(最大增长速率) |
灭鼠后，鼠的种群数量在附近，这时鼠的种群数量会迅速增加，无法达到灭鼠效果 |
使鱼的种群数量维持在，捕捞后，鱼的种群数量会迅速回升 |
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K值(环境容纳量) |
改变环境，降低K值，使之不适合鼠生存 |
保证鱼生存的环境条件，尽量提升K值 |
3.K值变动的示意图
(1)同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在平均值附近上下波动；当种群数量偏离平均值的时候，会通过负反馈调节机制使种群密度回到一定范围内。
(2)环境遭受破坏，K值会下降；当生物生存的环境改善时，K值会上升。
提醒 (1)最大捕捞量≠最大日捕获量，如时捕捞可持续获得最大捕捞量，但不能获得最大日捕获量——最大日捕获量应处于种群密度最大时。
(2)增长率≠增长速率。
考点三、群落及其种间关系辨析
1．群落与种群的比较
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种 群 |
群 落 |
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区别 |
概念 内涵 |
一定自然区域内同种生物个体的总和 |
一定自然区域内各种生物种群的总和 |
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概念 外延 |
种内关系的研究范围，种群内个体间可进行天然基因交流并拥有一个共同基因库 |
种间关系的研究范围，由不同种群构成，群落中各物种间因存在“生殖隔离”而无法进行天然基因交流 |
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特征 |
最重要的特征是种群密度，年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等都影响种群密度 |
物种丰富度、种间关系、优势种、群落结构(垂直结构和水平结构)、演替(初生演替和次生演替) |
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联 系 |
群落是占有一定空间的多个生物种群的集合体，这些不同生物种群彼此相互作用，保证群落内的每一个生物种群都比单独存在时更加稳定，群落结构的形成是长期进化的结果，是一个相对稳定的统一整体 |
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2.种间关系的比较
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关系 名称 |
数量坐标图 |
能量关系图 |
特点 |
举例 |
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互利共生 |
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相互依存，彼此有利。如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化 |
地衣；大豆与根瘤菌 |
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寄生 |
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对寄主有害，对寄生生物有利。如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好 |
蛔虫与人；菟丝子与大豆；噬菌体与被侵染的细菌 |
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竞 争 |
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数量上呈现出“你死我活”的“同步性变化”。两种生物生存能力不同，如图a；生存能力相当，如图b。一般生态需求越接近的不同物种间竞争越激烈 |
牛与羊；农作物与杂草；大草履虫与双小核草履虫 |
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捕 食 |
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一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化 |
羊与草；狼与兔；青蛙与昆虫 |
提醒 (1)两种生物之间可能有多种种间关系。
(2)上述种间关系都有利于种群的进化。
(3)关于捕食坐标曲线中捕食者与被捕食者的判定：a.从最高点判断，捕食者数量少，被捕食者数量多；b.从变化趋势看，先到波峰的为被捕食者，后达到波峰的为捕食者，即被捕食者变化在先，捕食者变化在后。
考点四、群落的结构及演替
1．群落的空间结构类型
(1)垂直结构
植物群落的垂直结构表现了群落垂直方向上的分层性。植物的分层现象主要与光照强度有关，群落中的光照强度总是随高度的下降而逐渐减弱(如下图所示)。
群落中植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，因此，动物也有类似的分层现象。
(2)水平结构
在水平方向上由于光照强度、地形、明暗和湿度等因素的影响，不同地段上分布着不同生物种群。
2．群落的演替
(1)初生演替和次生演替的比较
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类 型 |
初生演替 |
次生演替 |
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起 点 |
从来没有被植物覆盖的地面，或原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方 |
原有植被虽已不存在，但土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方 |
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基质与环境条件 |
无有机质和生命胚种 |
有大量有机质和生命胚种 |
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时 间 |
经历的时间长 |
经历时间短 |
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速 度 |
缓慢 |
较快 |
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影响因素 |
自然因素 |
人类活动较为关键 |
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实 例 |
裸岩、沙丘和湖底的演替 |
弃耕农田上和火灾后的草原上发生的演替 |
(2)群落演替的原因
①环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，而对另一些物种生存产生不利影响。
②生物本身不断进行繁殖、迁徙。
③群落内部由于生命活动造成内部环境改变。
④种内和种间关系不断发生变化。
⑤人类活动的干扰。
(3)群落演替的结果
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演替方向 |
演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间而变化的有序过程，因而它往往是能预见的或可测的 |
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能 量 |
一般总生产量增加，群落的有机物总量增加 |
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结 构 |
一般生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂 |
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稳定性 |
演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，一般稳定性越来越高 |
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