第四节 种群和群落

一、种群的特征

(一)种群密度

①含义:种群在单位面积或单位体积中的个体数,是种群最基本的数量特征。

②种群密度的调查方法

(二)出生率和死亡率

①含义:出生率是指单位时间内新产生的个体数占该种群个体总数的比率。死亡率是单位时间内死亡的个体数占该种群个体总数的比率。

②研究意义:出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。

(三)迁入率和迁出率

①含义:单位时间内迁入或迁出的个体数占该种群个体总数的比率。

②研究意义:迁入率和迁出率是决定种群密度大小的重要因素。

(四)年龄组成

①含义:同一个种群中各年龄期的个体数目的比例。

②类型(见图3-21):增长型;稳定型;衰退型。

图3-21 年龄组成类型

A:增长型,幼年>老年,出生率>死亡率,种群密度增大,数量增多

B:稳定型,幼年=老年,出生率=死亡率,种群密度稳定,数量稳定

C:衰退型,幼年<老年,出生率<死亡率,种群密度减小,数量减小

③研究意义:年龄组成可以预测种群的发展趋势。

(五)性别比例

①含义:种群中雌雄个体数目的比例。

②研究意义:性别比例一定程度上影响种群密度。

(六)相互关系

种群不同数量特征间的相互关系(见图3-22):实线为直接因素,虚线为间接因素。

图3-22 种群不同数量特征间的相互关系

(七)种群的空间特征

①含义:组成种群的个体,在其生活空间中的位置状态或布局。

②类型:均匀分布、随机分布、集群分布。

典型考题

例 下列关于种群特征的叙述中,不正确的是( )。

A.种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率

B.种群密度预示着种群数量的未来变化趋势

C.出生率和死亡率是决定种群数量的直接因素

D.进行种群密度的调查有利于合理利用生物资源

【答案】B。解析:种群密度反映了种群在一定时期的数量,不能反映种群数量的变化趋势,年龄结构预示着种群数量的未来变化趋势,故B错误。

二、种群数量的变化

(一)种群数量增长曲线

1.增长的“J”型曲线和“S”型曲线(见表3-9)

表3-9

2.曲线应用

(二)种群数量的波动和下降

①影响种群数量的因素:气候、食物、天敌、传染病等因素。

②结果:大多种群数量处在波动状态,不利条件下数量下降甚至消亡。

典型考题

例 在资源和空间有限的条件下,种群数量呈“S”型增长。图3-23是某藻类在不同环境温度下的种群增长曲线,下列有关叙述不正确的是( )。

图3-23

A.环境容纳量随环境温度不同而改变

B.19.8℃条件下环境容纳量最小

C.24.8℃条件下第5天左右的种群增长速率最大

D.33.6℃条件下种群数量将维持在K值恒定不变

【答案】D。解析:由图可以看出,在温度不同的条件下,该藻类的个体数最大值不同,所以环境容纳量随环境温度不同而改变,A正确;在三条曲线中,19.8℃条件下环境中所容纳的最大个体数是最小的,所以在19.8℃条件下环境容纳量最小,B正确;曲线斜率表示种群的增长速率,由图中曲线可以看出,24.8℃条件下第五天时的曲线斜率是最大的,也就是此时种群的增长速率是最大的,C正确;K值是环境的最大容纳量,会随环境变化而变化,D错误。

三、生物群落的结构

(一)相关概念

①群落:同一时间内聚集在一定区域中,相互间有直接或间接关系的各种生物种群的集合。

②丰富度:群落中物种数目的多少。

③种内关系:同种生物间的关系,包括种内互助和种内斗争。

(二)种间关系

见表3-10。

表3-10

(三)群落的空间结构

①含义 群落中不同种群分别占据不同空间所形成的结构。

②类型 a.垂直结构:群落在垂直方向上具有的明显的分层现象。植物的分层与光照强度有关;动物则与食物和栖息地有关。b.水平结构:因地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物与自身生长特点的不同及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同种群,同一地段上种群密度也有差别,常呈镶嵌分布。

③意义 有利于生物群落整体对自然资源的合理利用。

典型考题

例 某水池有浮游动物和藻类两个种群,其种群密度随时间变化的趋势如图3-24,若向水池中投放大量专食浮游动物的某种鱼(丙),一段时期后,该水池甲、乙、丙三个种群中仅剩一个种群。下列关于该水池中上述三个种群关系及变化的叙述,正确的是( )。

图3-24

A.甲和丙既有竞争关系又有捕食关系,最终仅剩下甲种群

B.甲和乙既有竞争关系又有捕食关系,最终仅剩下丙种群

C.丙和乙既有竞争关系又有捕食关系,最终仅剩下甲种群

D.丙和乙既有竞争关系又有捕食关系,最终仅剩下丙种群

【答案】C。解析:由图可知,甲先增加先减少,为藻类,乙为浮游动物,甲乙丙三者形成一条食物链:甲→乙→丙,最终剩下甲种群,丙和乙不但有捕食关系,还因为同时存在于一个环境中,要竞争氧气等资源,故还存在竞争关系,C项正确。

四、群落的演替

①概念:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。

②类型:见表3-11。

表3-11

③结果:生物种类越来越多,生态系统越来越稳定。

④人类的影响:人类活动往往使群落演替按照不同于自然的速度和方向进行。

典型考题

例 太平洋深处的一座岛屿由海底火山喷发形成。由于植被茂盛、物种独特,登岛研究的人员逐渐增多。下列叙述不正确的是( )。

A.该岛屿物种发展到现阶段是初生演替的结果

B.研究人员的到来可能会影响该岛屿的群落演替

C.调查岛上一种陆生动物的种群密度需要考虑迁入和迁出的影响

D.群落演替过程中岛屿上物种多样性增加

【答案】C。解析:由于该岛屿由海底火山喷发形成,其演替属于初生演替,A正确;人类活动往往使群落演替按照不同于自然的速度和方向进行,B正确;由于该岛屿位于太平洋深处,与其他环境存在地理隔离,所以调查岛上一种陆生动物的种群密度不需要考虑迁入和迁出的影响,C错误;群落演替的结果是生物种类越来越多,D正确。