第3节　影响种群数量变化的因素

一、非生物因素

1．非生物因素：阳光、温度、水等。

2．具体实例

(1)森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度，即主要取决于林下植物受到的光照强度。

(2)在温带和寒温带地区，许多植物的种子在春季萌发为新的植株，这主要是受气温升高的影响。

(3)蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡，这主要是受气温降低的影响。

(4)对于东亚飞蝗来说，气候干旱正是其种群爆发式增长的主要原因。

3．非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。

二、生物因素

1．种群内部因素：随着种群的增长，种内竞争会加剧，从而使种群的增长受到限制。

2．种间关系因素：在自然界，任何一个种群都与其他种群有着密切的关系。如：

(1)除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他某种生物的捕食对象，如果食物匮乏，动物种群会出现出生率降低、死亡率升高的现象。

(2)森林中不同植物竞争阳光和养分，草原上非洲狮与猎豹竞争猎物，这也会导致种群数量的变化。

(3)作为宿主的动物被寄生虫寄生，细菌或病毒引起传染病，也会影响种群的出生率和死亡率等特征，进而影响种群的数量变化。

三、种群研究的应用

1．研究的意义

(1)野生生物资源的合理利用和保护。

(2)有害生物的防治。

(3)濒危动物的保护。

2．应用

(1)濒危动物种群的拯救和恢复实例：只有通过调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征，以及影响该种群数量变化的因素，才能准确了解该种群的生存状态，预测该种群的数量变化趋势，进而采取合理的保护对策。

(2)合适捕捞量的确定：研究表明，中等强度的捕捞(捕捞量在K/2左右)有利于持续获得较大的鱼产量。

(3)有害生物的防治实例

①在鼠害发生时，既适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量，又通过减少其获得食物的机会等方法降低其环境容纳量，才能使鼠害得到有效防治。

②对农林害虫的防治，如果一味依赖喷洒农药的方法，既造成环境污染，又伤及害虫的天敌；有效保护或引入天敌生物，则有利于将害虫数量控制在较低的水平。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．种群数量变化不仅受外部因素的影响，也受自身内部因素的影响。 (　　)

2．在同样的非生物因素的影响下，不同生物的种群数量变化也是有差异的。              (　　)

3．一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与种群密度是相关的。              (　　)

4．“S”形增长的种群在种群数量达到K值时会获得最大经济效益。(　　)

提示：1．√　2．√　3．√

4．×　“S”形增长的种群在种群数量达到K/2值后捕捞才会获得最大经济效益。

　影响种群数量变化的因素

种群数量的变化受多种生态因素的影响。生态因素包括生物因素与非生物因素。生物因素包括种内关系(如种内互助和种内竞争)与种间关系(如竞争、捕食、寄生、共栖和互利共生等)。非生物因素包括水、光照、温度和土壤的理化性质等。

环境中的各种生态因素，对生物体是同时共同起作用，而不是单独地、孤立地起作用。即生物的生存和繁衍，是受各种生态因素的综合影响。强调生态因素的综合影响，并不是把各种生态因素的作用等量齐观。在任何具体的生态关系中，在某种情况下某个生态因素可能起的作用最大，这时，生物体的生存和发展主要受这一关键因素的限制。例如，在干旱地区，水是关键因素；在寒冷地区，温度是关键因素；在海洋的深处，光是关键因素，但在光能到达的海洋部分，矿质养分是关键因素等。

1．非生物因素

(1)非生物因素的种类

(2)非生物因素的影响

非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。如春夏时节动植物种群数量普遍迅速增长，这是气温升高、日照时间延长、降水增多等众多因素综合作用的结果。

生物种类是多样的，其赖以生存的环境条件也是多样的，我们在分析影响种群数量变化的非生物因素时，可以分两种情况：

①非生物因素主要通过影响生物的细胞代谢而影响其生长发育，进而影响其死亡率。

②非生物因素通过影响其生殖(如长日照植物，干旱条件下蝗虫受精卵容易孵化等)进而影响其出生率。

2．生物因素

(1)生物因素的类型

种群内部生物因素(种群自身密度)和种群外部生物因素(与该种群生物存在捕食、竞争、寄生等关系的其他生物)。

(2)密度制约因素和非密度制约因素

①特点

a．密度制约因素：相当于生物因素如捕食、寄生、流行病和食物等。密度制约因素的作用强度随种群密度的加大而增强，而且种群受影响个体的百分比也与种群密度的大小有关。

b．非密度制约因素：相当于气候等非生物因素。对种群的影响不受种群密度本身的制约，在任何密度下种群总是有一定比例受到影响或被杀死，因此对种群密度无法起调节作用。

②关系

a．密度制约因素对种群数量变化的影响是通过反馈调节而实现的。

b．非密度制约因素本身对种群数量没有反馈作用，但可以通过密度制约因素的反馈机制来调节。当某些非密度制约因素发生巨大变化(如大旱、大寒)时，种群死亡率会急剧增加，而种群数量大幅度下降时，一些密度制约因素(如食物)就不再起控制作用，因而出生率就得以回升，使种群数量很快恢复到原来的水平。

③调节途径

无论是密度制约因素还是非密度制约因素，它们都是通过影响种群出生率、死亡率或迁入率、迁出率而起着控制种群数量的作用。

1．下列关于引起鸟类密度制约死亡，从而控制种群数量的因素，推理或概括不准确的是(　　)

A．成鸟与幼鸟相比，很少因天敌捕食和疾病而死亡

B．通常在食物丰富的地方，鸟类种类和数量增多

C．不同鸟类的食性不同，所处的环境重叠可能较少

D．鸟类经常因食物短缺而发生争斗，特别是在夏天

D　[与幼鸟相比，成鸟生存能力较强，很少因天敌捕食和疾病而死亡，A正确；食物较多时，种内和种间竞争相对较少，鸟类种类和数量增多，B正确；不同鸟类的食性不同，种间竞争减少，所处的环境重叠有可能较少，C正确；夏天通常食物充足，而冬天食物相对较少，故鸟类经常因食物短缺而发生争斗，特别是在冬天，D错误。]

2．如图表示草原上某野兔种群数量的变化(K0表示野兔种群在无天敌进入时的环境容纳量)，在某时间点天敌入侵，下列有关说法正确的是(　　)

A．O→b时段种群数量增长较快，野兔的出生率最大

B．d点种群数量下降，则天敌入侵的时间点最可能是该点

C．若性别比例调查结果为雌/雄>1，该比例在一定程度上有利于种群数量增长

D．在捕食压力下，野兔种群的环境容纳量将在K2～K1之间

C　[O→b时段种群数量增长较快，说明出生率与死亡率的差值较大，但无法判断出生率是否最大；d点时种群数量开始减少且之后环境容纳量降低，说明阻力在d点之前已加大，所以最可能是在d点之前天敌已入侵；雌兔的数量多于雄兔，在一定程度上能提高出生率，有利于种群数量的增加；天敌入侵一段时间后，野兔的种群数量在K2～K3之间波动，因此有捕食压力时野兔种群的环境容纳量在K2～K3之间。]

　种群“S”形增长曲线的分析及在实践中的应用

1．曲线分析

2．实践应用

试从环境容纳量角度考虑，珍稀物种如大熊猫该采取怎样的根本措施？

提示：保护大熊猫的根本措施是建立自然保护区，给它们更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量。

1．如图a、b表示种群在不同条件下的增长曲线，c为b曲线对应的种群增长速率。下列叙述错误的是(　　)

A．在自然界中不可能存在类似a曲线表示的种群增长情况

B．在t时刻b曲线对应原种群数量大小为环境容纳量的一半，即K/2

C．b曲线表示种群的数量增长可能受其本身密度增加的制约

D．c曲线表示的种群增长规律可用于指导渔业捕捞等

A　[外来物种进入一个新的环境，其种群的增长曲线可能类似a曲线，A错误；在t时刻b曲线的增长速率最大，此时对应的种群数量大小为环境容纳量的一半，B正确；b曲线中种群数量超过K/2之后，随着种群的数量增长，种群的增长速率下降，所以种群的数量增长可能受其本身密度增加的制约，C正确；t时种群的增长速率最大，使种群数量维持在K/2可获得最大收益，所以c表示的种群增长速率可用于指导渔业捕捞，D正确。]

2．图甲和图乙表示出生率、死亡率、净补充量(为出生率、死亡率之差)和种群密度的关系，下列有关叙述正确的是(　　)

甲　　　　　　　　　　　乙

A．图甲中曲线a代表出生率，曲线b代表死亡率

B．海洋鱼类捕捞后应使鱼类的数量保持在图甲的E点

C．图乙中在F点控制有害动物最有效

D．图乙中F点代表种群的环境容纳量

A　[图甲中曲线a代表出生率，曲线b代表死亡率；海洋鱼类捕捞应使鱼类的数量保持在K/2时，E点为K值；在F点时种群数量增长最快，不利于控制有害动物的数量；图乙中的G点对应图甲中的E点，均表示种群的环境容纳量。]

由材料分析知，昆虫传粉在植物的繁衍生息中起着重要作用，但这些“传粉工”的数量在下降，由此形成科学思维的学科素养。

1．试从人口急剧增加的危害分析雄蜂数量下降的原因。(科学思维)

提示：随着人口急剧膨胀，人类活动给自然环境带来诸多改变，很多原始植被破坏严重，这会导致野生传粉昆虫栖息地的丧失，雄蜂的生境呈现碎片化，使雄蜂的数量下降。

2．试从全球气候变化的角度分析雄蜂数量下降的原因。(科学思维)

提示：大部分的昆虫能够生存至今，需要一个长期的进化和适应过程，如果出现大范围的气候变化，会导致大区域传粉昆虫数量下降。

[课堂小结]

1．下列会使种群内种内竞争加剧的选项是(　　)

A．出生率增大　　　 B．食物增多

C．传染病蔓延   D．天敌增多

[答案]　A

2．下列调节种群数量的因素中，全属于密度制约因素的是(　　)

A．刮风、下雨   B．传染病、食物

C．疾病、下雪   D．温度、刮风

[答案]　B

3．北极旅鼠数量发生周期波动的主要原因是(　　)

A．食物   B．寄生

C．气候   D．捕食

A　[北极旅鼠数量由于其食物的周期性短缺而呈现周期波动。]

4．如图表示种群数量增长曲线，下列叙述正确的是(　　)

A．鱼类种群数量的增长不受自身种群密度的制约

B．气候条件的改变不会影响种群的环境容纳量

C．防治蝗灾应在害虫数量达到c点时进行

D．渔业捕捞后剩余量需控制在c点以保持最高的增长速率

D　[由于环境资源有限，种群密度越大，种内竞争会越剧烈，从而会影响种群数量的增长；种群的环境容纳量受环境(包括气候条件)的影响；c点时种群的增长最快，不利于防治蝗灾；c点时种群的增长速率最大，渔业捕捞后剩余量需控制在c点，有利于种群数量得到快速恢复。]

5．种群数量变化受许多因素的影响。某种昆虫在不同温度和湿度条件下种群数量的变化如图。据图回答：

(1)在温度偏离最适温度或湿度偏离最适湿度条件下，昆虫种群数量会________。在昆虫生活的耐受温度范围内，环境温度升高，昆虫生活的最适湿度________(填“增大”“不变”或“减小”)，可见，一个生态因子的变化会影响另一个生态因子的作用。昆虫种群数量变化是温度和湿度________的结果。

(2)昆虫种群的大小由种群的____________决定。

(3)经调查，第一年某昆虫种群数量为N0，如果每年增长率保持不变，且λ＝1.6，第三年该种群数量为________。

[解析]　由题图可知，在温度为32.5 ℃，相对湿度为90%时，种群数量最大，所以在温度偏离最适温度或湿度偏离最适湿度条件下，种群数量都会减少；由此可以得出，昆虫种群数量变化是温度和湿度综合作用的结果。一个生态因子的变化会影响另一个生态因子的作用。种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群数量的大小。第一年此种昆虫数量为N0，如果在理想条件下，每年增长率保持不变，则第三年后该种群数量为Nt＝N0×1.6×1.6＝2.56 N0。

[答案]　(1)减少　增大　综合作用(综合影响)

(2)出生率和死亡率、迁入率和迁出率　(3)2.56 N0