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)選取若干個樣方，通過計數(shù)每個樣方內(nèi)的個體數(shù)，求得每個樣方的種群密度，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值②使用范圍：多用于植物和活動范圍較小的動物（1）樣方法五點取樣法：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)查種群的活動范圍內(nèi)，捕獲一部分個體作上標(biāo)記后，再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一段時間后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕到的動物中標(biāo)記個體數(shù)占總個體數(shù)的比例，來估計總體密度。假定在調(diào)查區(qū)域中動物的總數(shù)為N，第一次捕獲M個個體進(jìn)行標(biāo)記，然后放回原來的自然環(huán)境，經(jīng)過一段時間后進(jìn)行重捕，重捕的個體數(shù)為n，其中已標(biāo)記的個體數(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計算方法：（二）、出生率和死亡率：是指單位時間內(nèi)新產(chǎn)生的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比率。是指單位時間內(nèi)死亡的個體數(shù)目占該種群個體總數(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：在單位時間內(nèi)遷入（或遷出）的個體數(shù)目占該種群個體總數(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體所占比例。幼年(尚無生殖能力)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）年齡的三個階段：（２）、年齡組成一般分三種類型：衰退型穩(wěn)定型增長型圖示發(fā)展趨勢種群構(gòu)成特點類型種群密度會越來越小老年個體很多,幼年個體很少種群密度在一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定各年齡期的個體數(shù)目比例適中種群密度會越來越大幼年個體很多,老年個體很少（3）年齡組成的意義：可以預(yù)測種群密度的變化方向2，性別比例：（1）概念：指雌雄個體數(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。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)測變化趨勢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)種群增長模型的方法種群數(shù)量的波動和下降種群增長的“Ｊ”型曲線種群增長的“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。為了直觀、簡便地研究種群的數(shù)量變動的規(guī)律，數(shù)學(xué)模型建構(gòu)是常用的方法之一。（一）、建構(gòu)種群增長模型的方法1，概念：用來描述一個系統(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)的一般過程(p65)

提出問題

作出假設(shè)

建立模型

模型的檢驗與評價①產(chǎn)生條件：

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

種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，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為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為年均增長率．）

（二）、種群增長的“Ｊ”型曲線在一個培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會呈“Ｊ”型曲線增長嗎？為什么？不會.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)斗爭種間競爭天敵捕食環(huán)境阻力種群密度越大環(huán)境阻力越大生態(tài)學(xué)家高斯的實驗：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線．大草履蟲種群的增長曲線①產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力：

自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）——食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)競爭不斷加劇，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，種群的增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平．（三）、種群增長的“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，將停止增長并在K值左右保持相對穩(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增長特點：

同一種群的K值不是固定不變的，會受到環(huán)境的影響。

N≈K／2，此時種群增長速度最快，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)量種群增長的“J”型曲線（在理想狀態(tài)下的種群增長）種群增長的“S”型曲線（在有限環(huán)境下的種群增長）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(四)、種群數(shù)量的波動和下降大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的

東亞飛蝗種群數(shù)量的波動在不利條件之下，還會急劇下降，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。包括這個區(qū)域內(nèi)

！群落的概念所有生物思考：1．一個池塘中全部魚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，植物種群以萬計，無脊椎動物以10萬計，脊椎動物種群以千計；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，用豐富度來描述一個群落中種群數(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)斗爭互利共生寄生競爭捕食：爭奪食物、空間、配偶的行為

育雛行為生物數(shù)量時間生物A生物B捕食AB競爭大象和獅子搶奪水源生物數(shù)量時間生物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物的體內(nèi)；虱和蚤寄生在其它動物的體表；噬菌體寄生在細(xì)菌內(nèi)部。寄生生物數(shù)量時間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固氮作用提供含氮養(yǎng)料通過光合作用提供有機(jī)養(yǎng)料互利共生生物數(shù)量時間互利共生地衣(真菌和藻類植物的共生體)真菌藻類通過菌絲提供水、CO2、無機(jī)鹽通過光合作用提供有機(jī)養(yǎng)料生物A生物BABAB種間關(guān)系關(guān)系類型物種關(guān)系一般特征實例AB互利共生寄生競爭捕食（“＋”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－－個體Ａ得利

個體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）引起動物分層分布的主要原因是：食物、棲息場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（如陽光、空間、營養(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：地形、土壤濕度和鹽堿度、光照強(qiáng)度、生物自身生長特點、人和動物的影響等

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：是指隨著時間的推移，一個群落被另 一個群落代替的過程。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：在一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。②過程：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