1、第四章 種群和群落,授課人：呼市一中李琳,(一)概念：在一定的空間和時(shí)間內(nèi)的同種 生物個(gè)體的總和,(二)要點(diǎn)： 、一定的空間：這個(gè)空間內(nèi)的同種生物與外界 的個(gè)體隔離。 、一種生物的全部個(gè)體，個(gè)體之間相互聯(lián)系。,？,B D,牧民在承包的草場上該放養(yǎng)多少頭羊，既能保護(hù)草原，又能取得最好經(jīng)濟(jì)效益？,怎樣控制害蟲數(shù)量，以防止蟲災(zāi)發(fā)生?,種群研究的核心問題？,種群數(shù)量變化規(guī)律。,一、種群的數(shù)量特征 種群特征種群有的但個(gè)體沒有的特征。,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,1、種群密度： （1）概念：是指單位空間（單位面積、體積）內(nèi)某種群的個(gè)體數(shù)量。種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。

2、 （2）特點(diǎn)：隨種群的不同、環(huán)境的改變有差異。 相同的環(huán)境條件下，不同物種的種群密度不同。 不同的環(huán)境條件下，同一物種的種群密度不同。,樣方法、標(biāo)志重捕法,（3）調(diào)查方法：,2出生率和死亡率 意義： 3遷入率和遷出率 意義：,意義：年齡組成是預(yù)測種群密度未來變化趨勢的重要依據(jù)。,4年齡組成,決定種群大小和密度。對一個(gè)自然種群來說，影響種群數(shù)量變動的主要因素是出生率和死亡率。,決定種群大小和密度 ，如城市人口的變化。,5性別比例,意義：,直接影響出生率，間接影響種群密度。,雌雄相當(dāng)型：雌性和雄性個(gè)體數(shù)目大體相等。這種類型多見于高等動物。,雌多雄少型：雌性個(gè)體顯著多于雄性個(gè)體。常見于人工控制的種群

3、及蜜蜂、象海豹等群體動物。,蜂群中幾百只雄蜂，一只蜂王和幾十萬只工蜂都是雌蜂。,雌少雄多型：雄性個(gè)體明顯多于雌性個(gè)體。這種類型較為罕見。如白蟻等營社會性生活的動物。蜜蜂若考慮有生殖能力的個(gè)體，也為雌少雄多型,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。,外界環(huán)境,性別比例,出生率、死亡率 遷入率、遷出率,年齡組成,決定密度大小,種群密度,預(yù)測變化方向,影響數(shù)量變動,直接影響,種群數(shù)量,6種群特征間的相互關(guān)系,調(diào)查種群密度的方法：估算法,對象： 原則： 注意： 方法：,植物，昆蟲的卵，活動能力弱的動物 隨機(jī)取樣 樣方的大小和樣方的多

4、少 五點(diǎn)取樣法和等距取樣法,對象：活動能力強(qiáng)，活動范圍大的動物,一、樣方法,二、標(biāo)志重捕法,二、調(diào)查種群密度的常用方法,常用取樣方法：,記數(shù)方法：,蒲公英,其他植物,注意：方框內(nèi)相鄰兩邊(左、上)及其夾角上的個(gè)體,標(biāo)志重捕法,（1）前提條件：標(biāo)志個(gè)體與未標(biāo)志個(gè)體在重捕時(shí)被捕的概率相等。在調(diào)查期內(nèi)沒有新的出生和死亡，沒有遷入和遷出。 （2）適用范圍： （3）注意事項(xiàng)： 標(biāo)志不能過分醒目。 標(biāo)志物和標(biāo)志方法必須對動物的身體不會產(chǎn)生傷害。標(biāo)志符號必須能夠維持一定的時(shí)間，在調(diào)查研究期間不能消失。（4）計(jì)算公式,活動能力強(qiáng)和范圍大的動物。,第1次捕捉12只，標(biāo)志,第2次捕捉10只，有標(biāo)志4只,放回原種群

5、,？只,30只,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,一、構(gòu)建種群增長數(shù)學(xué)模型的方法：,模型假設(shè)：,理想條件下,建立模型：,Nt=N0 t或“J”形曲線,實(shí)驗(yàn)或觀察：,現(xiàn)實(shí)條件下：高斯實(shí)驗(yàn),檢查修正：,“S”形曲線,第二節(jié) 種群數(shù)量的變化,理想條件： 食物（養(yǎng)料） 空間條件充裕 氣候適宜 沒有敵害,Nt=N0t,增長率= -1 保持不變,=,第二年的數(shù)量,第一年的數(shù)量,（1）“J”型增長曲線,環(huán)境條件有限,增長率隨著種群密度的增加而按一定的比例下

6、降,增長率=0,（2）“S”型增長曲線,思考：種群數(shù)量達(dá)到“K”值時(shí)，都能在“K”維持穩(wěn)定嗎？,在自然界中，影響種群數(shù)量的因素很多，如氣候、食物、天敵、傳染病等。因此，大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動著，在不利的條件下，種群數(shù)量還會急劇下降，甚至消亡。,二、種群數(shù)量的波動和下降,種群的數(shù)量是經(jīng)常變化的。種群數(shù)量的變化包括增長、波動、穩(wěn)定和下降、消亡等,影響種群數(shù)量變化的因素有哪些呢？,直接因素：出生率、死亡率、遷入率、遷出率,間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵,重要因素：人類的活動,人為控制（家禽，畜牧）,捕殺野生動物,濫砍亂閥,環(huán)境破壞影響生物生存,比較“S”曲線和“J”曲線,K值和K/2值的應(yīng)用

7、,K/2,K/2,K值,K值,K值,如圖為理想狀態(tài)下和自然環(huán)境中某生物的種群數(shù)量變化曲線,下列說法正確的是( )陰影部分表示環(huán)境中影響種群增長的阻力淘汰個(gè)體數(shù)a為J型曲線,b為S型曲線陰影部分的個(gè)體數(shù)量表示通過生存斗爭被淘汰的個(gè)體數(shù)K值為環(huán)境容納量A. B. C. D.,a,b,D,實(shí)驗(yàn)原理： 酵母菌是兼性厭氧型微生物 養(yǎng)分、空間、溫度和有毒代謝物等是影響種群數(shù)量增長的限制因素 在理想的環(huán)境下，酵母種群呈J型曲線；在有限的環(huán)境下，酵母種群呈S型曲線。 實(shí)驗(yàn)材料：血球計(jì)數(shù)板， 肉湯培養(yǎng)基 實(shí)驗(yàn)步驟：配制培養(yǎng)基 滅菌 接種 培養(yǎng) 計(jì)數(shù),實(shí)驗(yàn) 探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化,血球計(jì)數(shù)板的構(gòu)造及其基

8、本使用,基本使用,back,二 . 酵母菌計(jì)數(shù)方法：抽樣檢測法。 先將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。稍待片刻，待細(xì)菌細(xì)胞全部沉降到計(jì)數(shù)室底部，將計(jì)數(shù)板放在載物臺的中央，計(jì)數(shù)一個(gè)小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)，估算試管中的酵母菌總數(shù)。,三、注意事項(xiàng)：,1 酵母計(jì)數(shù)方法：抽樣檢測法：邊緣效應(yīng)（計(jì)數(shù)上邊線和左邊線上的細(xì)胞數(shù)） 2從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，要將試管輕輕震蕩幾次，原因使酵母菌分布均勻，減少誤差。 3本實(shí)驗(yàn)沒有另設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，原因是該實(shí)驗(yàn)時(shí)間上形成前后自身對照。為提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)（多次計(jì)數(shù)）

9、。,增長曲線的總趨勢：,四實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：,開始時(shí)培養(yǎng)液的營養(yǎng)充足，空間充裕，條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增，隨著酵母菌數(shù)量的不斷增多，營養(yǎng)消耗，pH變化等，使生存條件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數(shù)量下降。,影響酵母菌種群數(shù)量的因素：,先增加再降低。,原因：,可能有養(yǎng)料、溫度、pH空間及有害代謝廢物等。,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（全部的植物，動物和微生物)，叫做群落,一.生物群落的概念,二.群落水平上研究的問題,.物種豐富度,.優(yōu)勢種,.種間關(guān)系,.空間結(jié)構(gòu),.群落的演替,第3節(jié) 群落的結(jié)構(gòu),特點(diǎn)：兩物種相互依賴，彼此有利，如果彼此分開，則雙方或者一方不能

10、獨(dú)立生存。在數(shù)量上兩種生物呈現(xiàn)出“同生共死”的同步性變化。,數(shù) 量 坐 標(biāo) 圖,能 量 關(guān) 系 圖,例子:大豆與根瘤菌、地衣。,三、種間關(guān)系,.種間互助,互利共生：,豆科植物和菌瘤根,1.捕食：,數(shù)量坐標(biāo)圖,能量關(guān)系圖,特點(diǎn):一種生物以另一種生物為食，數(shù)量上呈現(xiàn)出“先增加者先減少，后增加者后減少”的不同步性變化。,例子：羊和草、狼與兔、青蛙與昆蟲。,.種間斗爭,捕食,2.競爭：,競爭能力不同,數(shù)量坐標(biāo)圖,能量關(guān)系圖,特點(diǎn):兩種生物在數(shù)量上呈現(xiàn)出“你死我活”的變化。 一般生態(tài)需求越接近的不同物種間競爭越激烈。,競爭能力相同,例子：牛與羊、農(nóng)作物與雜草、大草履蟲與雙小核草履蟲。,大象和獅子搶奪水源

11、,3.寄生：,特點(diǎn)：對寄主有害，對寄生生物有利，如果分開，則寄生生物難以單獨(dú)生存，而寄主會生活得更好。,能量關(guān)系圖,例子：蛔蟲與人、菟絲子與大豆、噬菌體與細(xì)菌。,寄生,Go,.種內(nèi)互助,蜜蜂群、螞蟻群等,羊群、魚群等,狼、烏鴉等,蜂、螞蟻等,“群聚”互助,“社會性”群聚,“生活性”群聚,“報(bào)警”互助,發(fā)聲報(bào)警,釋放化學(xué)物質(zhì)報(bào)警,形態(tài)動作報(bào)警,危險(xiǎn)時(shí)鹿閃動尾巴,拓展內(nèi)容：種內(nèi)關(guān)系,.種內(nèi)斗爭,同類相食,爭奪配偶,爭奪生活場所,四.生物群落的結(jié)構(gòu),.垂直結(jié)構(gòu),1.定義：在垂直方向上，生物群落具有明顯的分層現(xiàn)象。 2.平坦地面上的植物分層分布主要與光照強(qiáng)度有關(guān)。 3.高山植物群落的分層分布主要與溫度

12、有關(guān)。,麻雀總是成群地在森林的上層的活動，吃高大喬木的種子。,煤山雀、黃腰柳鶯、和橙紅翁等鳥類總是森林的中層營巢。,血雉和棕尾虹則是典型的森林底層鳥類，吃地面上的苔鮮和昆蟲。,4.動物群落也有分層現(xiàn)象，其分層主要與其食物和棲息場所有關(guān)。,.水平結(jié)構(gòu),在水平方向上,由于地形的起伏、光照的明暗、濕度的大小等因素的影響,不同地段往往分布著不同的種群,種群的密度也有差別,這就是群落的水平結(jié)構(gòu)。,一.群落演替的概念,隨著時(shí)間的推移，一個(gè)群落被另一個(gè)群落代替的過程，就叫做演替。,在一個(gè)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。,二.群落演替的類型,沙丘、火山巖、冰川泥

13、、裸巖上進(jìn)行的演替。,.初生演替,1.定義：,2.實(shí)例:,第4節(jié) 群落的演替,在以上演替的各階段中，所需時(shí)間最長的是地衣到苔蘚階段,所需時(shí)間最短的是草本植物到灌木階段。,裸巖階段,地衣階段,苔蘚階段,草本植物階段,灌木階段,森林階段 （喬木階段）,裸巖上的演替,一年生雜草 多年生雜草 小灌木 灌木叢 喬木（森林）,在干旱的荒漠上很難形成,1.定義：原有的植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他的繁殖體（如能發(fā)芽的地下莖）的地方發(fā)生的演替。 2.實(shí)例：火災(zāi)過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農(nóng)田上進(jìn)行的演替。,.次生演替,3.棄耕農(nóng)田上的群落演替的過程,頂極群落是演替達(dá)到的最終穩(wěn)定狀態(tài)。,三.群落演替的一般過程和演替特點(diǎn),.演替過程：,.演替特點(diǎn)：,侵入定居階段競爭平衡階段相對穩(wěn)定階段,(速度慢),(速度快),(速度慢),.頂極群落：,群落的演替是有一定規(guī)律、有一定的方向性的，而且是可以預(yù)測的。,四.群落演替的原因,.植物繁殖體的遷移和散布；,.