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1第四章种群和群落第一节种群的特征一、种群的概念：在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。种群是生物群落的基本单位。二、种群的特征：种群密度（种群最基本的数量特征）出生率和死亡率均匀分布数量特征迁入率和迁出率空间特征随机分布年龄组成集群分布性别比例1、种群密度（1）定义：在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。是种群最基本的数量特征逐个计数：针对范围小，个体较大的种群（2）计算方法植物：样方法（取样分有五点取样法、等距离取样法）取平均值动物：标志重捕法（对活动能力弱、活动范围小）；计算公式：N=M×n/m估算方法（N：种群数量；M：标记个体数；n：重捕个体数；m：重捕中标记个体数）昆虫：灯光诱捕法微生物：抽样检测法2、出生率、死亡率（1）定义：单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率；（2）意义：是决定种群密度的大小。3、迁入率和迁出率（1）定义：单位时间内迁入和迁出的个体占该种群个体总数的比率；（2）意义：针对一座城市人口的变化起决定作用。4、年龄组成（1）定义：指一个种群中各年龄期个体数目的比例；（2）类型：增长型（A）、稳定型(B)、衰退型(C)；（3）意义：预测种群密度的大小。5、性别比例（1）定义：指种群中雌雄个体数目的比例；（2）意义：对种群密度也有一定的影响。2第二节种群数量的变化一、建构种群增长的模型1、数学模型：是用来描述一个系统或他的性质的数学形式。2、形式：数学方程式、曲线图（优点：直观；局限性：不够精确）二、种群数量的变化1、种群增长的“J”型曲线：Nt=N0λt（1）条件：在食物（养料）和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下（2）特点：种群内个体数量连续增长；呈指数增长的曲线，与密度无关；增长率不变（3）曲线J型分析：用达尔文的观点，是由于生物具有过度繁殖的特性2、种群增长的“S”型曲线：（1）条件：有限的环境中，种群密度上升，种内个体间的竞争加剧，捕食者数量增加（与密度有关）（2）特点：种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值---K值（环境容纳量）时，种群个体数量将不再增加；种群增长率变化，K/2时增速最快，K时为0（3）曲线S型分析：当Ｎ＝Ｋ／２时，种群增长率最大，理论上最适合捕捞Ｎ＞Ｋ／２时，种群增长率降低，Ｎ＜Ｋ／２时，种群增长率增大ab:表示适应环境bd:呈指数增长e:稳定期，激烈斗争期，出生率＝死亡率，种群会停止增长或动态稳定（生存斗争的结果）图中阴影部分表示：由于环境阻力，导致种群个体数实际增长与理论值的差异或由于生存斗争，被淘汰的个体数量。（4）应用：大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物减少和活动范围缩小，其K值变小，因此，建立自然保护区，改善栖息环境，提高K值，是保护大熊猫的根本措施；对家鼠等有害动物的控制，应降低其K值。3、种群数量的波动和下降在自然界中，影响种群的因素有很多，如气候，食物、天敌、传染病等，所以大多数种群的数量总是在波动中，在不利的条件下，种群的数量还会下降或消亡。4、研究种群数量变化的意义3对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有重要意义。第三节群落的结构一、群落的概念同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，叫做群落。二、群落的物种组成1、是区别不同群落的重要特征；2、群落中物种数目的多少称为丰富度，与纬度、环境污染有关，越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。三、群落中种间关系1、捕食（如图甲、A）：曲线波动，直接获取对方能量，不会有任何一方消灭2、竞争（如图乙、B）：不同种生物争夺食物和空间（如羊和牛）强者越来越强弱者越来越弱“你死我活”，生活习性越相近，斗争越激烈3、寄生（图C）：蛔虫，绦虫、虱子、蚤、蚊子、菟丝子，靠吸取对方营养为食4、互利共生（如图丙、D）：根瘤菌、大肠杆菌、白蚁、地衣等，“同生共死”四、群落的空间结构1、定义：在群落中各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。2、垂直结构（1）在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。例如，森林中自下而上分别有草本植物、灌木和乔木，形成群落的垂直结构。（植物与光照强度有关，动物与食物和栖息地有关）（2）意义：植物的垂直结构提高了群落利用阳光等环境资源能力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，所以动物也有分层现象3、水平结构：指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同意地段上种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布。4第四节群落的演替一、演替的概念随着时间的推移一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做演替。二、演替的类型：1、初生演替（1）概念：指在一个从来没有被植物覆盖的地面或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方发生演替，如：沙丘、火山岩、冰川泥。（2）过程：裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段（顶级群落）演替不一定都到森林阶段，要与当地气候相适应，主要是看温度和水分，缺水的环境只能到基本植物阶段2、次生演替（1）概念：在原有植被虽已不存在，但原有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（如发芽地下茎）的地方发生的演替。如：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田。3、初生演替与次生演替的区别：起始条件不同4、自然演替的结果：生物种类越来越多，生态系统越来越稳定。自然演替的方向：群落的结构和组成成分由简单到复杂群落对物质、能量的利用率逐步提高5、水生演替：湖泊→沼泽→湿地→草原→森林三、人类活动对群落演替的影响1、人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。