1、第第1节节 种群的数量特征种群的数量特征第1章 种群及其动态怎样怎样估算种群密度估算种群密度？如何提高估算的准确性？如何提高估算的准确性？种群的数量特征种群的数量特征有哪些？有哪些？12如何根据种群的特征预测其未来的发展趋势？如何根据种群的特征预测其未来的发展趋势？3 2015年，我国科学家基于长期的野外观测宣年，我国科学家基于长期的野外观测宣布：在我国东北长白山脉北部地区，共监测到东布：在我国东北长白山脉北部地区，共监测到东北豹北豹42只，其中，幼体只，其中，幼体2只，雄性和雌性的成体只，雄性和雌性的成体分别为分别为21只和只和17只，未能判断性别的成体只，未能判断性别的成体2只。只。讨论讨
2、论：1.调查东北豹的种群数量对于保护它们有什么意义？调查东北豹的种群数量对于保护它们有什么意义？2.调查东北豹种群中雌雄个体的数目对于预测该种群的发展趋势有什么意调查东北豹种群中雌雄个体的数目对于预测该种群的发展趋势有什么意义？义？弄清东北豹的数量现状，才能有针对性地采取有效的保护措施。红外触发相机拍摄到的东北豹红外触发相机拍摄到的东北豹东北豹种群中雌雄个体的比例影响种群的出生率，从而影响种群数量的变化。问题探讨：过渡过渡：此区域内平均每只东北豹有多大的生活面积？：此区域内平均每只东北豹有多大的生活面积？1.1.种群在种群在单位面积或单位体积单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。中的个体数
3、就是种群密度。2.2.种群密度是种群种群密度是种群最基本最基本的数量特征。的数量特征。种群密度很高种群密度很高种群密度一般种群密度一般种群密度较高种群密度较高3.3.种群密度的调查方法种群密度的调查方法逐个计数法估算法样方法标记重捕法黑光灯诱捕法 有趋光性的昆虫其他方法（P6：生物科技进展）-最准确 在调查在调查_、_的种群时，可以逐个计数，的种群时，可以逐个计数，如调查某山坡上的如调查某山坡上的珙桐珙桐( (湖北神农架的国家一级保护植物湖北神农架的国家一级保护植物) )密度；密度；在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取_的方法。的方法。分布范围较小
4、个体较大估算说明说明： 数量较少的濒危生物数量较少的濒危生物，即使，即使分布范围较大，也可以采用逐个分布范围较大，也可以采用逐个计数计算种群密度。计数计算种群密度。I I.逐个计数法适用范围适用范围: 对于有对于有_的昆虫，可以用的昆虫，可以用_的的方法来估算它们的种群密度。方法来估算它们的种群密度。紫外线黑光灯黑光灯进行灯光诱捕原理原理: 黑光灯是一种发射人眼看不见的、波长在黑光灯是一种发射人眼看不见的、波长在365 nm左右的紫外线左右的紫外线的电光源。的电光源。 黑光灯具有很强的诱虫作用，是杀虫用灯的理想光源。黑光灯具有很强的诱虫作用，是杀虫用灯的理想光源。 趋光性.黑光灯诱捕法概念概念
5、 在被调查种群的分布范围内，在被调查种群的分布范围内，_ _选取选取_ _ _个个_ _，通过计数通过计数_ _，求得，求得_，以以_ _作为该种群的种群密度估算值。作为该种群的种群密度估算值。随机若干样方每个样方的个体数每个样方的种群密度所有样方种群密度的平均值【现学现用】【现学现用】某同学对某地蒲公英数量调查结果如下（样方某同学对某地蒲公英数量调查结果如下（样方大小为大小为1m1m2 2），则该地蒲公英的种群密度约为），则该地蒲公英的种群密度约为_株株/m/m2 2。样方编号12345株数345444 4.样方法适用范围适用范围植物昆虫卵蚜虫跳蝻 一般适用于一般适用于植物植物, , 也可以
6、也可以用于用于昆虫卵昆虫卵的数量调查及一些的数量调查及一些活动范围较小的动物活动范围较小的动物, , 如作物如作物植株上的植株上的蚜虫、跳蝻蚜虫、跳蝻等。等。取样的关键取样的关键常见取样方法常见取样方法五点取样法五点取样法等距取样法等距取样法（正方形地块）（正方形地块）（长方形地块）（长方形地块）计数原则计数原则蒲公英蒲公英其他植物其他植物样方样方内内相邻相邻两边两边上（上（计上不计下计上不计下, ,计左不计右计左不计右）因此，该样方中有因此，该样方中有_株蒲公英。株蒲公英。9 9 样方的多少与被调查地段的总面积呈样方的多少与被调查地段的总面积呈_相关；一相关；一般来说，选取的样方越少，般来说
7、，选取的样方越少，_；选取的样方越；选取的样方越多，求得的种群密度多，求得的种群密度_。样方的数量样方的数量正正越接近实际情况越接近实际情况样方的大小样方的大小 样方大小视调查对象的大小及分布情况而定：样方大小视调查对象的大小及分布情况而定： 例如，草本植物样方大小一般以例如，草本植物样方大小一般以_ _为宜；为宜； 如果该种群个体数较少，样方面积可如果该种群个体数较少，样方面积可_ _。1 1的正方形的正方形适当扩大适当扩大误差越大误差越大探究实践调查草地中某种双子叶植物的种群密度 制定调查方案实施调查方案样方样方大小样方多少取样方法样方内计数随机取样根据调查对象的大小和密度适当调整，一般不
8、小于1m2一般不少于5个，多一些计数结果更准确边角上的个体，固定选两边和一角进行计数关键 核心调查草地中某种双子叶植物的种群密度调查草地中某种双子叶植物的种群密度调查草地中某种双子叶植物的种群密度思考思考： 若调查对象若调查对象活动能力强、活动范围大而且难以人为限制其活动活动能力强、活动范围大而且难以人为限制其活动时，怎样调查其种时，怎样调查其种群密度呢？群密度呢？若从一个不断摇动的箱子中一把抓出若从一个不断摇动的箱子中一把抓出20个棋个棋子，用记号笔标记后全部放回箱子中。第二次一子，用记号笔标记后全部放回箱子中。第二次一把从箱子中抓出把从箱子中抓出18个棋子，其中个棋子，其中4个棋子带有记个
9、棋子带有记号笔标记。问：箱子中大概有多少个棋子？号笔标记。问：箱子中大概有多少个棋子？（1）概念）概念: 在被调查种群的活动范围内，捕获_ _ _个体，做上_ _ _后再_ _，经过一段时间后进行_，根据_中_，来估算种群密度。一部分标记放回原来的环境重捕重捕到的动物标记个体数占总个体数的比例MMNN整体充分混匀mmn n局部mmn n= =MMNN（2）原理）原理:初次捕获并标记数(M)(M)个体总数(N)(N)重捕获的标记个体数(m)(m)再次捕获的个体数(n)(n)= =（活动能力强，活动范围大的动物）（活动能力强，活动范围大的动物）.标记重捕法（2）原理）原理:MM只首次捕获NN只放回
10、原来的环境，充分混合重捕n n只（其中有mm只带标记）因此，种群在该区域内的个体总数N=_N=_，化简可得数学公式_，求得NN的数值再除以该地面积或体积值，即得种群密度。MM（mmn n）mnMN 【例】【例】在对某在对某地区田地区田鼠的调查中，调查范围为鼠的调查中，调查范围为1hm2，第一，第一次捕获并标记次捕获并标记39只，第二次捕获只，第二次捕获34只鼠，其中有标记的鼠只鼠，其中有标记的鼠15只，这样可估算只，这样可估算该地区该地区田鼠田鼠种群个体总数为种群个体总数为_;种种群密度为群密度为_(注意注意: 单位单位)88.488.4只/hm/hm2 288.488.4只初次捕获并标志数(
11、M)(M)个体总数(N)(N)重捕获的标志个体数(m)(m)再次捕获的个体数(n)(n)= =15153434= =3939NN（3）注意事项）注意事项标志物标志物不能过分醒目不能过分醒目；标志物和标志方法标志物和标志方法不能影响不能影响标志标志对象正常的对象正常的生理活动生理活动；标志物标志物不易脱落不易脱落；标志个体需与未标志个体标志个体需与未标志个体混合均混合均匀匀后再重捕，保证在后再重捕，保证在重捕时被捕的重捕时被捕的概率相等概率相等；确保调查期间确保调查期间没有个体的迁入、没有个体的迁入、迁出、出生、死亡；迁出、出生、死亡；.(4)误差分析误差分析若若被标记个体变得更难被调查者捕捉被
12、标记个体变得更难被调查者捕捉，则估算值偏，则估算值偏_；若被标记个体易被天敌捕食，则估算值偏若被标记个体易被天敌捕食，则估算值偏_；若被标记个体的标志脱落，则估算值偏若被标记个体的标志脱落，则估算值偏_；若因个体间相互接触，未被标记的个体也沾上了标记颜料，若因个体间相互接触，未被标记的个体也沾上了标记颜料，则估算值偏则估算值偏_；如果标记的个体因标记过于醒目，易被调查者发现，则估如果标记的个体因标记过于醒目，易被调查者发现，则估算值偏算值偏_._.大大大小小初次捕获并标志数(M)(M)个体总数(N)(N)重捕获的标志个体数(m)(m)再次捕获的个体数(n)(n)= =.调查种群数量的其他方法a
13、.a.红外触发相机红外触发相机b.b.微卫星微卫星DNADNA分子标记分子标记.调查种群数量的其他方法c.c.动物的声音动物的声音鲸长臂猿鸮秧鸡.调查种群数量的其他方法小结：种群密度的调查方法种群密度的调查方法逐个计数法估算法适用范围分布范围较小、个体较大的种群黑光灯诱捕法样方法标记重捕法适用范围有趋光性的昆虫适用范围植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻）适用范围活动能力强、活动范围大的动物其他方法航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等 1. 1.概念：在概念：在单位时间单位时间内内新产生新产生（或（或死亡死亡）的个体数目）的个体数目占占该种群个体总数该种群个体总数的的比值比
14、值即即出生率出生率（死亡率死亡率）。）。 2. 2.举例：举例：截至截至2015年年末，我国大陆总人口约为年年末，我国大陆总人口约为13.7亿，亿，2015年出生年出生1655万人，万人，这一年的出生率约为这一年的出生率约为12，死亡人，死亡人口为口为975万，万，死亡率约为死亡率约为7 3. 3.意义：是意义：是决定决定种群数量种群数量( (密度密度) )的的直接因素直接因素。 出生率死亡率，种群密度出生率死亡率，种群密度增大增大； 出生率出生率死亡率，种群密度死亡率，种群密度相对稳定相对稳定； 出生率死亡率，种群密度出生率死亡率，种群密度减小减小。出生率和死亡率的计算出生率和死亡率的计算教
15、材例子：截至2015年年末，我国大陆总人口数约为13.7亿，出生1655万人，死亡975万人，出生率约为12%，死亡率约为7%。国家统计局数据：2015年末我国人口总数为137462万，出生率为12.07%，死亡率为7.11%（数据引自中国统计年鉴2016）。计算与分析计算与分析：有人认为出生率是通过“出生人数/年初总人数100%”计算出来的？有人认为出生率是通过“出生人数/（年初总人数年末总人数）/2”计算出来的。根据提供的数据判断，哪一种计算方式更为合理？模拟题提示模拟题提示： 模拟题一般认为出生率是通过模拟题一般认为出生率是通过“出生人数出生人数/年初总人数年初总人数100%”计算出来的
16、。计算出来的。 近些年国家高度重视对东北虎、东北豹等濒危动物的保护，采取了一系列有效的措施，如全面禁猎，禁止商业性采伐林木，建立自然保护区、国家公园等。随着环境的大大改善，东北豹逐渐回归、迁入我国东北地区。其实许多生物的种群，都存在个体迁入和迁出的现象。 几十年前，我国东北地区广袤无边的森林里，生活着很多东北豹。随着人类在这片森林里采伐林木、垦荒种地、建设铁路，东北豹逐渐从这里迁出，几近消失。 1.1.概念：在概念：在单位时间单位时间内内迁入迁入（或（或迁出迁出）的个体数目占）的个体数目占该种群个体该种群个体总数总数的的比值比值即即迁入率迁入率（迁出率迁出率）。）。 2. 2.举例：举例：春运
17、前后各大城市的人口变化春运前后各大城市的人口变化。 3. 3.意义：是意义：是决定决定种群数量种群数量( (密度密度) )的的直接因素直接因素。 迁入率率迁出率，种群密度率，种群密度增大增大； 迁入率率迁出率，种群密度率，种群密度相对稳定相对稳定； 迁入率率迁出率，种群密度率，种群密度减小减小。 4 4. .与实践的联系：与实践的联系： 如果研究一座如果研究一座城市城市人口的变化，迁入率和迁出率是不可忽视的人口的变化，迁入率和迁出率是不可忽视的因素。因素。1.1.年龄结构年龄结构（1 1）概念：指一个种群中）概念：指一个种群中各年龄期各年龄期的个体数目的比例。的个体数目的比例。（2 2）类型：
18、）类型：增长型增长型稳定型稳定型衰退型衰退型（3 3）意义：可预测种群数量（密度）的变化趋势。三种类型的年龄结构比较类型增长型稳定型衰退型年龄特征幼年个体_，老年个体_各年龄期个体数_幼年个体_，老年个体_发展趋势出生率_死亡率，种群密度_出生率_死亡率，种群密度_出生率_死亡率，种群密度_图示多少比例相当少多增大 相对稳定减小分析种群的年龄结构1.图图1-3中中A、B、C三种年龄结构的种群，哪种类型的种群数量会越来越三种年龄结构的种群，哪种类型的种群数量会越来越大大，属于增长型属于增长型？哪种类型的种群数量会越来越小，属于衰退型哪种类型的种群数量会越来越小，属于衰退型？哪种哪种类型的种群数量
19、会在一段时间内保持相对稳定，属于稳定型类型的种群数量会在一段时间内保持相对稳定，属于稳定型？为什么为什么？ A属于增长型，C属于衰退型，B属于稳定型。因为一般来说，幼年和成年个体数越多，老年个体数越少，出生率就越高，死亡率就越低，种群数量增长就越快；反之，种群数量增长就越慢，或者种群数量下降。2.年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？年龄结构为衰退型的种群呢年龄结构为衰退型的种群呢?3.据统计据统计，19902013年的年的24年间，我国年间，我国014岁少年儿童的人口占岁少年儿童的人口占总人口的比例由总人口的比例由27.
20、69%下降到下降到16.41%；1564岁人口的比例由岁人口的比例由66.74%上升到上升到73.92%；65岁及以上老龄人口比例由岁及以上老龄人口比例由5.57%上升到上升到9.67%。这说明我国人口的年龄结构发生了什么变化这说明我国人口的年龄结构发生了什么变化？ 不一定。这是因为出生率和死亡率不完全决定于年龄结构，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。 这说明我国少年儿童的人口占比在减少，老龄人口占比在增加。我们应该关注我国人口的老龄化问题。分析种群的年龄结构2.2.性别比例性别比例（1 1）概念：种群中）概念：种群中雌雄个体雌雄个体数目的比例。
21、数目的比例。（2 2）类型：）类型：雌雄相当型雌雄相当型多见于高等动物多见于高等动物雌多雄少型雌多雄少型多见于人工控多见于人工控制的种群制的种群雌少雄多型雌少雄多型多见于营社会生多见于营社会生活的昆虫活的昆虫（3 3）与种群密度的关系）与种群密度的关系 性别比例通过影响性别比例通过影响_来影响种群密度；来影响种群密度；出生率出生率（4 4）与实践的联系与实践的联系 利用人工合成的利用人工合成的_（信息素）诱杀某种害虫的（信息素）诱杀某种害虫的_个体，个体，改变了害虫种群改变了害虫种群_，就会，就会使使很多雌性个体很多雌性个体不能完成交不能完成交配配，从而使该种害虫的种群密度明显降低；，从而使该
22、种害虫的种群密度明显降低；性引诱剂性引诱剂雄性雄性正常的性别比例正常的性别比例* *注意：注意：正常的性别比例正常的性别比例是指该种群正常状态下经是指该种群正常状态下经过过长期自然选择长期自然选择形成的的性别比例，形成的的性别比例，并不一定是雌并不一定是雌雄相当型。雄相当型。思考：思考： 为什么改变了种群正常的性别比例，种为什么改变了种群正常的性别比例，种群密度会明显降低？群密度会明显降低？降低了种群的出生率。降低了种群的出生率。种群数量特征遗传特征空间特征种群密度死亡率出生率年龄结构性别比例迁入率迁出率具有最核心的是决定决定决定决定预测影响影响影响课堂小结课堂小结课堂小结课堂小结一、概念检测
23、一、概念检测1.种群密度是种群最基本的数量特征。判断下列与种群密度有种群密度是种群最基本的数量特征。判断下列与种群密度有关的表述是否正确。关的表述是否正确。（1）一块草地上所有蒲公英的数量就是这个蒲公英种群的种群）一块草地上所有蒲公英的数量就是这个蒲公英种群的种群密度。密度。 （ ）（2）调査青蛙等活动范围不大的动物的种群密度可以用样方法。）调査青蛙等活动范围不大的动物的种群密度可以用样方法。 （ ）（3）种群密度与出生率成正比。（）种群密度与出生率成正比。（ ）随堂练习随堂练习2.科技人员为了检验某新型除草剂对麦田杂草猪殃殃的防治效科技人员为了检验某新型除草剂对麦田杂草猪殃殃的防治效果，随机
24、选果，随机选3块麦田，在每块田中做对照实验，施药块麦田，在每块田中做对照实验，施药60天后调查天后调查猪殃殃的密度。取样方法为每个处理随机取猪殃殃的密度。取样方法为每个处理随机取 5个样方，每个样个样方，每个样方为方为1m2。调査结果为对照组。调査结果为对照组411.75株株/m2， 实验组实验组35.00株株/m2。下列分析正确的是下列分析正确的是 （ ）A.样方数量过少，面积适当样方数量过少，面积适当B.样方面积过小，数量适当样方面积过小，数量适当C.杂草株数应为整数，对照组数据有误杂草株数应为整数，对照组数据有误D.实验组数据可信，该除草剂施用效果显著实验组数据可信，该除草剂施用效果显著
25、D随堂练习随堂练习二、拓展应用二、拓展应用1.在某池塘中，第一次捕获鲫鱼在某池塘中，第一次捕获鲫鱼106条，做上标记后放回；第二条，做上标记后放回；第二次捕获鲫鱼次捕获鲫鱼91条，其中有标记的为条，其中有标记的为25条。由此估算该池塘中共有条。由此估算该池塘中共有鲫鲫 条。条。约386 2.下图下图A、B分别为两个国分别为两个国家人口的年龄结构图，纵家人口的年龄结构图，纵轴示年龄，横轴示各年龄轴示年龄，横轴示各年龄段人口占总人段人口占总人 口的百分比。口的百分比。据此图可判断，未来人口据此图可判断，未来人口增长率高增长率高 的国家是的国家是 。B随堂练习随堂练习3.2003年，我国颁布法律，禁止年，我国颁布法律，禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定非医学需要的胎儿性别鉴定”和和“非医学需要的性别选择性人工流产非医学需要的性别选择性人工流产”，请简要说明这一规定，请简要说明这一规定的意义。的意义。【答案】【答案】在自然情况下，新生儿的男女性别比例大致为在自然情况下，新生儿的男女性别比例大致为1:11:1。禁止禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定非医学需要的胎儿性别鉴定”和和“非医学需要的性别非医学需要的性别选择性人工流产选择性人工流产”，有利于维系性别比例均衡，进而有利于，有利于维系性别比例均衡，进而有利于维持社会的和谐稳定。维持社会的和谐稳定。随堂练习随堂练习
