東方白鸛被譽為“鳥中國寶”，目前黃河三角洲國家級自然保護區(qū)通過濕地恢復(fù)、生態(tài)補水成為全球最大的東方白鸛繁殖地。
據(jù)統(tǒng)計，在1959年以后東方白鸛在日本便沒有成功繁殖的記錄，到1970年僅剩下1只；隨著1971年朝鮮最后一對東方白鸛中的雄鳥被獵殺，朝鮮的繁殖種群也出現(xiàn)了功能性滅絕。
1.請嘗試解釋：什么是功能性滅絕？
指某個或某類生物在自然條件下，種群數(shù)量減少到無法維持繁衍的狀態(tài)。功能性滅絕是物種滅絕的前兆，當一個物種停止繁殖后，最終滅絕只是時間問題。
2.結(jié)合上述資料，回顧種群的概念并思考種群存在的意義是什么？
在一定的空間范圍內(nèi)， 生物 個體形成的集合就是種群。種群是生物 的基本單位、種群是生物 的基本單位，只有保持足夠的數(shù)量和性別比例，才能保持種群功能的正常。
1．假設(shè)已知A、B、C三地一枝黃花的數(shù)量分別是8 000株、20 000株、30 000株，你能判斷哪個地區(qū)加拿大一枝黃花生物入侵現(xiàn)象更嚴重嗎？
在A、B、C三地面積未知的情況下，種群數(shù)量多少不足以作為判斷依據(jù)，只有通過調(diào)查種群密度才能對入侵程度進行判斷。
為了滿足東方白鸛冬、春季節(jié)的食物需求，保護區(qū)曾考慮引入植物新物種，但是受到加拿大一枝黃花在我國南方多地生物入侵的教訓(xùn)，科學(xué)家在這件事上保持非常謹慎的態(tài)度。
2.下列草地（5m2），其中?代表加拿大一枝黃花，則種群密度為_______株/m2， 如果是5000m2還能這樣調(diào)查嗎？____________
種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù)就是種群密度。
種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。
1．為了更好地保證調(diào)查結(jié)果的準確性，在確定樣方時需要考慮以下問題：
(1) 取樣的關(guān)鍵是什么？為什么？
強調(diào)隨機取樣是為了使調(diào)查結(jié)果不受主觀因素的影響。
計算所有樣方種群密度的平均值
為了研究某地加拿大一枝黃花的種群密度，下圖是研究人員隨機選取了研究樣地。
(2)請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)確定合適的樣方大小
個體在該樣方內(nèi)的分布相對穩(wěn)定，又可避免人力物力的浪費。
(3) 如果所調(diào)查物種個體較大，樣方大小應(yīng)該怎樣設(shè)置？
如果調(diào)查物種數(shù)目比較稀疏呢？
如果調(diào)查物種數(shù)目比較稀疏，樣方面積也應(yīng)該適當擴大。
如果所調(diào)查物種個體較大，樣方面積應(yīng)該適當擴大；
(4) 請據(jù)表中的數(shù)據(jù)，確定合適的樣方數(shù)量
樣方數(shù)太多—工作量加大 樣方數(shù)太少—偶然誤差大
選取5個樣方是合適的，因樣方數(shù)量從5個增加到10個，種群密度的調(diào)查結(jié)果并沒有明顯差異。
(5) 請據(jù)圖選擇合適的樣方
調(diào)查對象總體分布為近方形地塊時，適宜用 法。調(diào)查對象的總體分布為長條形地塊時，適宜用 法。
2．計數(shù)和確定種群密度：某興趣小組調(diào)查某種雙子葉草本植物的種群密度，結(jié)果如下表所示：
其中第四個樣方(1 m2)中該植物的分布情況如圖所示：
(1) 如何計數(shù)第四個樣方的植株數(shù)量？該樣方的種群密度是多少？
需要計數(shù)樣方以內(nèi)的個體數(shù)量，以及任意兩個相鄰邊及其夾角上的個體數(shù)量。
該樣方的種群密度為(5＋2＋1)÷1＝8(株/m2)。
(2) 該植物的種群密度是多少？
為了更好的留住這群美麗的大鳥，濕地工作人員一方面要為它們準備充足的食物，通過投喂魚苗，為東方白鸛建立“安心食堂”，另一方面要避免某種魚種群的過度繁殖破壞濕地生態(tài)系統(tǒng)。
東方白鸛的“安心食堂”
1．以黃河鯽魚為例，如果圖A中空白原點表示某區(qū)域中所有鯽魚，圖B和圖C表示將捕獲的鯽魚做上標記并放回，則標記重捕法的原理是：在_____________的前提下，整體與局部相關(guān)比例相等，即：M/N＝m/n。
2．圖B中小圓范圍內(nèi)實心圓點以及圖C小圓范圍內(nèi)圓點可分別用標記重捕法計算公式中的哪一個字母表示？
字母M表示圖B中小圓范圍內(nèi)實心圓點；字母m代表圖C小圓范圍內(nèi)實心圓點；字母n代表圖C小圓內(nèi)的所有圓點。
3.運用公式對A圖中的空心圓點的數(shù)量進行估算？
此結(jié)果與逐個計數(shù)法計數(shù)的結(jié)果有差異嗎？
4．請分析在利用標記重捕法調(diào)查過程中，下列各情況可能會帶來的誤差：①標記物意外脫落?、诒粯擞泜€體被再次捕獲的機會降低?、蹣擞浳飳?dǎo)致被標記個體易于被捕食?、鼙粯擞泜€體放回后還未充分融入該種群中就再次被捕獲且在被標記個體稀少處被捕獲?、荼粯擞泜€體放回后還未充分融入該種群中就再次被捕獲且在被標記個體密集處被捕獲?、迾擞浳镉绊懕粯擞泜€體的活動，使其被再次捕獲的機會增大以上 估算值將偏大， 估算值將偏小。
1.4 種群數(shù)量的其他調(diào)查方法
對于趨光性的昆蟲，可以用黑光燈進行燈光誘捕的方法來估算它們的種群密度；紅外觸發(fā)相機調(diào)查技術(shù)，如東北虎和東北豹等；通過糞便具有不同的特征調(diào)查，如大熊貓等；通過不同的聲音調(diào)查，如鯨、長臂猿等。
1.采用樣方法的注意事項(1)樣方大小的確定：一般來說，樣方大小與植株大小呈正相關(guān)，如喬木——100 m2，灌木——9 m2，草本——1 m2，若樣方中被調(diào)查個體數(shù)較少，應(yīng)適當擴大樣方面積；樣方形狀以正方形為宜。(2)樣方數(shù)目的確定：樣方的多少與被調(diào)查地段的總面積呈正相關(guān)；一般來說，選取樣方越多，求得的種群密度越接近實際情況。(3)常用的取樣方法：五點取樣法和等距取樣法。(4)取樣的關(guān)鍵是要做到隨機取樣，不能摻入主觀因素。
(5)在用樣方法估算種群密度時要注意：同種生物個體無論大小都要計數(shù)；對于壓在邊線上的個體，原則上計一半邊線上的個體；如果是方形樣方，需要統(tǒng)計相鄰兩邊及其夾角上的個體，常見的是“計上不計下，計左不計右”(如圖所示，圖中實心圓就是要計數(shù)的個體)。
2.采用“標記重捕法”應(yīng)滿足的條件(1)標記不易消失、脫落。(2)標記不會對動物造成行為和壽命上的傷害。(3)標記后充分混合。(4)標記不能過分醒目。(5)所有個體在重捕時的捕獲概率相等。(6)沒有新的個體出生和死亡，沒有遷入和遷出。
3.利用標記重捕法估算種群密度的誤差分析
種群的其他數(shù)量特征及其關(guān)系
1．根據(jù)東方白鸛的種群密度，你能確定2014年其數(shù)量是增加還是減少嗎？哪些因素可能會影響種群的數(shù)量呢？
根據(jù)資料顯示，2006～2013年期間，東方白鸛在繁殖期間分布區(qū)的數(shù)量調(diào)查，東方白鸛數(shù)量維持在150～160只。2010年以前有約20%～25%的個體參與了繁殖，2010年后該比例不斷增長，至2013年約40%參與繁殖。
2.1 出生率和死亡率
出生率：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)的比值。
死亡率：單位時間內(nèi)死亡的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比值。
2.2 年齡結(jié)構(gòu)、性別比例
性別比例：種群中雄性個體和雌性個體數(shù)量的比例。
年齡結(jié)構(gòu)：一個種群中各年齡期的個體數(shù)目的比例。
2．研究表明一個種群中不同年齡期的個體繁殖能力不同，一般雛鳥占10%以上，種群即會擺脫滅絕的危險，請同學(xué)們分析年齡結(jié)構(gòu)對種群數(shù)量的影響并完成下表。
3.年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型的種群，種群數(shù)量在近期一定能保持穩(wěn)定嗎？年齡結(jié)構(gòu)為衰退型的種群呢？
不一定。這是因為出生率和死亡率不完全決定年齡結(jié)構(gòu)，年齡結(jié)構(gòu)還會受到食物、天敵、氣候等多種因素的影響，此外種群數(shù)量還受遷入率和遷出率的影響。
4.模型構(gòu)建：下圖表示種群各種數(shù)量特征之間的關(guān)系。寫出各字母代表的含義。
A. ，B. ，C. ，D. ，E. ，F(xiàn). 。
種群的數(shù)量特征之間的關(guān)系(1)圖解
(2)分析①種群密度是種群最基本的數(shù)量特征，可反映種群在一定時期的數(shù)量，種群密度與種群數(shù)量呈正相關(guān)。②決定種群大小和種群密度的直接因素：出生率和死亡率、遷入率和遷出率。

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第1節(jié) 種群的數(shù)量特征

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修2

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