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2020浙江高考生物二轮讲义:第14讲 种群和群落
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第14讲 种群和群落
考点
考试内容
考试要求
种群的特征与数量变化
1.种群的概念和特征
a
2.标志重捕法
a
3.种群的分布型和存活曲线
a
4.种群指数增长和逻辑斯谛增长
b
5.环境容纳量
a
6.种群数量的非周期性波动和周期性波动
a
7.种群数量波动的调节因素
a
8.活动:探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
c
群落的结构与演替
1.群落的概念和结构
a
2.主要的陆地生物群落类型
a
3.群落演替的概念、类型和过程
a
4.顶极群落的概念
a
种群的特征及种群密度的调查方法
1.种群的含义
2.影响种群密度的因素及其相互关系
种群的数量特征中,种群密度是最基本特征。出生率、死亡率和迁入率、迁出率是决定种群密度变化的直接因素;年龄结构可以通过决定出生率和死亡率而影响种群密度并可预测种群密度的变化趋势;性比率如发生较大变化,则会降低出生率进而使种群密度降低。
3.种群密度的调查
动物种群密度的调查常采用标志重捕法,其公式为种群数量N=[(标志个体数×重捕个体数)/重捕中被标记的个体数]。
4.种群的分布型
(1)概念:分布型是指种群中个体的空间配置格局。
(2)类型:包括均匀分布、集群分布、随机分布。其中集群分布是最常见的分布型。
(3)实例:蛾类、橡树和雪松的种子分布属于集群分布,人类在地球表面的分布为集群分布。
5.种群的存活曲线
(1)概念:存活曲线是表示种群中全部个体死亡过程和死亡情况的曲线。
(2)曲线绘制数据收集:从至少观察1 000个新孵化幼虫或新出生个体开始,跟踪记录每个个体的死亡年龄,直至全部个体死亡为止。
(3)曲线标识:存活曲线二维平面图的横坐标是年龄,纵坐标是存活个体数的对数值。
(4)类型
类型
曲线形状
特点
举例
类型Ⅰ
凸形
在接近平均生理年龄前只有少数个体死亡;但达到这一年龄后,短期内几乎全部死亡
如人类、很多高等动物等
类型Ⅱ
对角线形
各年龄组死亡率相等
如水螅、一些鸟类、小型哺乳动物等
类型Ⅲ
凹形
幼年期死亡率很高,但是一旦活到了某一年龄,死亡率就变得很低而且稳定
如牡蛎、树蛙
(2018·浙江11月选考)下列关于种群特征的叙述,正确的是( )
A.种群密度越大种群数量增加越快
B.性比率对种群密度的影响在生殖前期最大
C.自然增长率小于1时种群的数量即开始减少
D.年龄金字塔表示取样期间各年龄组个体数量在种群中的比例
[解析] 种群密度和种群数量之间没有直接联系,故A错误;性比率对种群密度的影响在生殖期最大,故B错误;自然增长率小于1大于0时,种群的数量不会减少,故C错误;年龄金字塔表示取样期间各年龄组个体数量在种群中的比例,故D正确。
[答案] D
有关“种群”的两个易误点
(1)误认为种群数量=种群密度。种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数,强调“单位面积或单位体积”,即种群数量多,种群密度不一定大。
(2)误认为年龄结构和性比率都既能影响出生率,又能影响死亡率。年龄结构既能影响出生率,又能影响死亡率,而性比率只能影响出生率,不能影响死亡率。
[题组突破]
考向一 种群的特征
1.(2018·浙江6月学考)下列关于种群特征和种群增长的叙述,正确的是( )
A.死亡率很高的种群为衰退型
B.出生率决定了种群的自然增长率
C.理想环境中,每单位时间的种群增长倍数相同
D.自然状况下,种群数量不会超过环境容纳量
答案:C
2.(2019·十校联盟10月)下列关于种群特征的叙述,正确的是( )
A.死亡率高的种群适应环境变化的能力弱
B.若使某种群动物的性成熟推迟,出生率将下降
C.性比率是所有种群都具有的数量特征
D.保持替补出生率,种群数量就会保持零增长
解析:选B。具有高死亡率、短寿命和强生殖力的种群往往比一个低死亡率、长寿命和低生殖力的种群有更强的适应环境变化的能力;若使某种群动物的性成熟推迟,单位时间内出生的个体数量将减少,出生率下降;种群的性比率是指种群内两性个体数量的相对比例,雌雄同株的植物和雌雄同体的动物没有性比率;在理想状态下,保持替补出生率,种群就会保持零增长,但在自然条件下,种群中个体意外死亡等会使保持替补出生率的种群不一定保持零增长。故B正确。
3.下列关于出生率的叙述,正确的是( )
A.若某一种群年初时的个体数为100,年末时为110,其中新生个体数为20,死亡个体数为10,则该种群的年出生率为10%
B.若某动物的婚配制为一雌一雄,生殖期个体的雌雄比越接近1∶1,则出生率越高
C.若通过调控环境条件,使某动物的性成熟推迟,则出生率会更高
D.若比较三种年龄结构类型的种群,则稳定型的出生率最高
解析:选B。A项中的年出生率为20÷100=20%。由于该动物的婚配制为一雌一雄,所以当雌雄比例为1∶1时,出生率最高。当动物的性成熟推迟时,出生率会变低。对于三种年龄结构类型的种群,增长型的出生率最高,稳定型次之,衰退型最低。
考向二 标志重捕法
4.(2019·浙江绿色评价联盟联考)研究人员对某林区猕猴种群的数量和性比率进行调查,结果如下图(注:4~12岁为猕猴的生育年龄)。下列判断错误的是( )
A.可用标志重捕法调查猕猴种群的数量和密度
B.调查时猕猴种群的年龄组成为增长型,未达K值
C.7~9岁个体中,雄性与雌性的数量比值最小,与雄性因争夺王位和配偶死亡率较高有关
D.各年龄组个体数量不变,若性比率变为1∶1,则猕猴的出生率将升高
解析:选D。猕猴是活动能力强的动物,可用标志重捕法调查猕猴种群的数量和密度,A正确;调查时猕猴种群的年龄组成为增长型,未达K值,B正确;7~9岁个体中,雄性与雌性的数量比值最小,与雄性因争夺王位和配偶死亡率较高有关,C正确;根据图中信息不能说明性比率为1∶1时,猕猴的出生率将升高,D错误。
考向三 种群的分布型和存活曲线
5.下表是调查野山羊种群生存状况的原始数据。若把表中数据转换为种群存活曲线图并进行分析,下列叙述错误的是( )
年龄(年)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
存活(只)
1 000
801
789
776
764
734
688
640
571
439
252
96
6
3
死亡(只)
199
12
13
12
30
46
48
69
132
187
156
90
3
3
A.存活曲线图中横坐标采用的数据来源于年龄,纵坐标的来源于存活数
B.该种群的存活曲线呈凹形(类型Ⅲ)
C.该种群中大多数个体在平均生理年龄后死亡
D.分析存活曲线可知该种群对环境有较强的适应能力
解析:选B。该种群的存活曲线呈凸形(类型Ⅰ)。
6.蒲公英为一年生植物,每个成熟植株能产生许多种子。自然状况下,其种子随风飘落到某草地上萌发生长,形成一个新的种群。下列叙述正确的是( )
A.蒲公英的种群数量呈非周期波动
B.蒲公英在第一个生长期呈集群分布
C.该种群的存活曲线符合对角线形特征
D.动物取食蒲公英不能将蒲公英的种群密度压制在低水平
解析:选D。根据题意可知,由于蒲公英为一年生植物,其数量在两个波峰之间相隔时间相等,为周期波动,A项错误;由于蒲公英种子是随风飘落的,因此其是随机分布的,B项错误;处于对角线存活曲线的种群各年龄组的死亡率相同,所以蒲公英的存活曲线不符合对角线形特征,C项错误;动物取食蒲公英不会将蒲公英的种群密度压制在低水平,D项正确。
种群数量的变化
1.探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
(1)实验步骤
(2)血细胞计数板计数法
①血细胞计数板常见规格
血细胞计数板有两种常见方格网,对于16×25的方格网而言,计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量;而对于25×16的方格网而言,计四角和正中间的(共5个)方格共计80个小方格中的个体数量,如下图所示。
②计数方法:大方格长、宽均为1 mm,高度为0.1 mm(即规格为1 mm×1 mm×0.1 mm),则每个大方格的体积为0.1 mm3(10-4 mL),故1 mL培养液中细胞个数=(中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数)×400×104×稀释倍数。
2.种群增长的曲线分析
项目
曲线
“J”形曲线
“S”形曲线
产生条件
理想状态:资源无限;空间无限;不受其他生物制约
现实状态:资源有限;空间有限;受其他生物制约
特点
种群数量以一定的百分数或倍数连续增长
种群数量达到环境容纳量K值后,将在K值上下波动
环境容纳
量(K值)
无K值
有K值
适用范围
一般只适用于实验室条件下和种群刚迁入新的环境中最初一段时间内的增长
一般自然种群增长
种群增长
(速)率曲线
续 表
项目
曲线
“J”形曲线
“S”形曲线
曲线形
成原因
无种内斗争,缺少天敌
种内斗争加剧,天敌数量增多
联系
两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同,对种群增长的影响不同
3.K值变动的示意图
在环境未遭受破坏的情况下,种群数量会在平均值附近上下波动。当种群偏离平均值的时候,会通过负反馈机制使种群数量回到一定范围内。
4.“S”形增长曲线的解读和分析方法
三图对比分析解读:①t1之前,种群数量小于K/2,由于资源和空间相对充裕,种群数量增长较快,当种群数量为K/2时,出生率远大于死亡率,种群增长速率达到最大值。
②t1~t2,由于资源和空间有限,当种群密度增大时,种内斗争加剧,天敌数量增加,种群增长速率下降。
③t2时,种群数量达到K值,此时出生率等于死亡率,种群增长速率为0。
5.种群数量的波动及调节
种群数量
种群数量的波动
种群数量的调节
含义
种群中个体数量随时间而变化
通过调节,使种群数量围绕其平衡密度上下波动
类型及实例
①非周期波动(主要),如欧洲灰鹭、东亚飞蝗数量随气候变化而变化;
②周期波动,如北极旅鼠随所食植物而发生的变动
①外源性调节因素(如气候、食物、病源物、寄生物等);
②内源性调节因素(如领域行为、内分泌调节等)
(2018·浙江4月选考)在对某自然保护区内甲、乙两个不同物种的种群数量进行了调查之后,又开展了连续4年的跟踪调查,计算其L值(L=当年末种群个体数量/前一年末种群个体数量),结果如图所示。下列关于这4年调查期间的种群数量变化的叙述,错误的是( )
A.第1年末甲乙两种群的增长速度不一定相等
B.第2年末乙种群数量不一定大于甲
C.第3年末乙种群数量达到了最大值
D.这4年中甲种群每年增加的数量是相等的
[解析] 由题图可知甲种群数量呈指数增长,故Nt=N0Lt,所以甲种群每年增加的数量不相等。
[答案] D
K值与K/2值的分析与应用
(1)K值与K/2值的分析
(2)K值与K/2值的应用
[题组突破]
考向一 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
1.在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干,抽样镜检,如图甲所示(图中小点代表酵母菌)。将容器放在适宜温度下恒温培养5 h后,稀释100倍,再抽样镜检,如图乙所示。根据实验结果判断,以下叙述正确的是( )
A.培养5 h后,酵母菌种群密度增加200倍左右
B.探究酵母菌的种群数量变化可以用标志重捕法
C.用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计方格内菌体
D.培养5 h后,酵母菌种群数量已经达到K值
解析:选A。用血细胞计数板计数时,除统计方格内菌体外还要统计相邻两边及其顶角上的菌体;5 h前每个小方格内约有5个菌体,而5 h后每个小方格内约有10个菌体,但这是在稀释100倍后的值,所以5 h后种群密度增加200倍;此时酵母菌种群数量是否达到K值无法判断。
2.某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时,同样实验条件下分别在4支试管中进行培养(见下表),均获得了“S”形增长曲线。根据实验结果判断,下列说法错误的是( )
试管号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
培养液体积/mL
10
5
10
5
起始酵母菌数/×103个
10
5
5
10
A.4个试管内的种群在K/2时增长最快
B.4个试管内的种群达到K值的时间Ⅳ=Ⅰ>Ⅱ=Ⅲ
C.试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同
D.试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降
解析:选B。当种群迁入一个新环境时,若环境条件适宜生存,由于起初种群数量不多,环境条件(食物、空间)优越,天敌少,环境阻力小,种群表现出增长速率加快。一段时间后,种群数量增多,环境阻力使种群增长速率减缓,种群表现为逻辑斯谛增长,在K/2时4个试管内的种群数量增长最快。K值指的是环境容纳量,到达K值的时间与环境阻力的大小呈正相关,因此4个试管内的种群达到K值的时间不同,Ⅳ号试管内的环境阻力最大,因此最先达到K值并积累有毒物质,导致种群数量最先开始下降,所以4个试管内的种群达到K值所用的时间Ⅲ>Ⅰ=Ⅱ>Ⅳ。
考向二 环境容纳量的含义
3.下列关于环境容纳量的叙述,正确的是( )
A.环境容纳量是种群在该环境中的最大数量
B.环境容纳量会随着环境条件的改变而变化
C.环境容纳量由种群的出生率和死亡率决定
D.种群的指数增长会受到环境容纳量的限制
解析:选B。环境容纳量是指长时间内,环境所能维持的种群最大数量,A错误;环境容纳量受生物居住环境的影响,故C错误;指数增长没有环境容纳量,故D错误。
4.(2019·浙江4月选考)下列关于环境容纳量的叙述,错误的是( )
A.种群数量在K/2时增长最快
B.同一群落各种群的环境容纳量是相同的
C.环境容纳量会随着环境条件的改变而改变
D.环境容纳量是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度
解析:选B。种群数量在K/2时增长最快;同一群落各种群的环境容纳量是不同的;环境容纳量会随着环境条件的改变而改变;环境容纳量是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度。故B错误。
考向三 种群的增长曲线
5.(2019·浙江6月学考)将大肠杆菌加入10 mL液体培养基中,种群按逻辑斯谛增长方式增长。当数量增长到N时,不再增加。下列叙述错误的是( )
A.该种群的增长曲线呈“S”形
B.该种群增长最快时,种群数量约为N/2
C.在种群增长的过程中K值不断增加
D.若仅将培养基的量减少至5 mL,则K值变小
解析:选C。逻辑斯谛增长方式的增长曲线呈“S”形;当数量增长到N时不再增加,表明该种群的K值为N,则该种群增长最快时种群数量约为N/2;在没有达到K值前,种群数量不断增长,但其K值仍保持不变;若仅将培养基的量减少至5 mL,营养减少,则K值变小。故C错误。
6.某生物兴趣小组对某动物繁育中心的某种濒危动物的种群增长速率进行了调查,如表为调查结果。下列相关叙述正确的是( )
年份
第一年
第二年
第三年
第四年
第五年
第六年
第七年
增长速率
0.50
1.33
2.69
3.78
2.88
1.36
0.09
A.第四年的该种群数量大约是该环境容纳量的一半
B.第一年至第七年,该种群的年龄结构从增长型向衰退型转变
C.该种群数量呈“S”形增长,种群增长速率不受种群密度制约
D.对该濒危动物最好的保护方式为就地保护
解析:选A。从表中数据可知,该种群的增长速率在调查的7年内,先增大后减小,符合“S”形增长模型,第四年该种群的增长速率最大,对应的种群数量应为K/2,A正确;种群数量呈“S”形增长的种群,其年龄结构从增长型逐渐向稳定型转变,B错误;种群数量呈“S”形增长的种群,其种群密度制约增长速率,C错误;对动物繁育中心的该濒危动物最好的保护方式为易地保护,D错误。
考向四 种群数量的波动及调节
7.下图是某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量变化关系的示意图(图中不同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量)。下列有关叙述错误的是( )
A.图中所含的食物链为捕食食物链
B.这些生物的种群数量在各自的K值上下波动
C.旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的
D.旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数量变化是一种正反馈调节
解析:选D。图中所示的生物可形成植物→旅鼠→旅鼠的天敌捕食链,且三种生物的种群数量均在某一范围内变化,即围绕着K值波动;旅鼠的种群数量受到植物及其天敌数量的制约,相互之间是一种负反馈调节机制。
8.下列有关稳定平衡密度的说法,正确的是( )
A.稳定平衡密度是种群的最大密度
B.气候是最强烈的影响稳定平衡密度的外源性因素
C.种群可通过领域行为和内分泌调节来调节稳定平衡密度
D.当种群数量达到稳定平衡密度后,种群的自然增长率最大
解析:选B。稳定平衡密度是种群达到环境容纳量时的密度,即种群长时期维持的最大密度,但不一定是种群的最大密度,A错误;气候是最强烈的影响稳定平衡密度的外源性因素,B正确;领域行为和内分泌调节属于内源性调节因素,不能影响种群的环境容纳量,即不能影响种群的稳定平衡密度,C错误;达到稳定平衡密度后,种群的自然增长率为0,D错误。
群落的结构与演替
1.群落的概念
2.群落的类型
气候类型
顶极群落
高温高湿
热带雨林
低温高湿
北方针叶林
中温中湿
温带草原
低温低湿
苔原
极端缺水
沙漠
3.群落的结构
(1)群落结构形成的原因:群落结构与环境中生态因素有关,群落结构的具体表现都是在长期自然选择基础上形成的对环境的适应。
(2)垂直结构
①植物的垂直结构
a.具体表现:植物群落垂直方向上的分层。
b.影响因素:主要与光强度有关,群落中的光强度总是随高度的下降而逐渐减弱(如图所示)。
②动物的垂直结构:主要原因是植物为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件。
(3)水平结构:在水平方向上由于光强度、地形、盐碱度和湿度等因素的影响,不同地段上分布着不同的生物种群。
(4)时间结构:群落的组成和外貌随时间而发生有规律的变化。表现在生物的昼夜活动和群落的季节变化。
4.群落演替
(1)群落演替的方向及变化
方向
简单→复杂→稳定
复杂→简单→稳定
实例
大多数自然群落
受污染或破坏的群落
能量变化
增加并趋向于稳定
减少并趋向于稳定
物质变化
(2)顶极群落
①含义:一个群落经过长期的演替,最终所达到的与当地的气候和土壤条件处于平衡的状态。
②决定因素:主要由平均温度和年降雨量决定。
③地球上现存的群落大都处于顶极状态。
(3)群落演替的类型
项目
原生演替
次生演替
起点
从来没有被植物覆盖的地面,或原来存在过植被,但被彻底消灭了的地方
原有植被虽已不存在,但土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方
条件
无有机质和生
物的繁殖体
有大量有机质和生物的繁殖体
速度
缓慢
较快
时间
经历时间长
经历时间短
影响因素
自然因素
人类活动较为关键
实例
裸岩、沙丘和冰川
泥上进行的演替
弃耕农田上和火灾后的草原上发生的演替
(2018·浙江11月选考)某森林曾被开垦用于种植农作物,后因产量不高而弃耕,若干年后又恢复到森林。下列关于该演替的叙述,错误的是( )
A.该演替属于次生演替
B.演替过程中群落结构不变
C.人为因素引发了该演替
D.弃耕地中有种子等繁殖体
[解析] 该演替为从弃耕农田的基质上所进行的演替,属于次生演替,A正确;在群落演替过程中群落的垂直结构等会发生改变,B错误;因为人类的开垦和弃耕引发了该演替,C正确;弃耕地中有种子等繁殖体,D正确。
[答案] B
(1)演替并不是“取而代之”
演替过程中一些种群取代另一些种群,是一种“优势取代”而非“取而代之”,如形成森林后,乔木占据优势地位,但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。
(2)演替是“不可逆”的
发生在时间和空间上的不可逆变化,但人类活动可使其不按自然演替的方向和速度进行。
(3)群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程
当群落演替到与环境处于平衡状态时,就以相对稳定的群落为发展的顶点。
[题组突破]
考向一 群落的结构
1.湖泊中,分布有水鸟、藻类、芦苇等动植物,某些水鸟具有秋季迁移的习性。下列叙述正确的是( )
A.该湖泊的空间异质性影响生物的水平分布格局
B.该湖泊静水层水温比较稳定,是藻类等浮游生物活动的主要场所
C.该水生群落植物的垂直分层主要由光的穿透性、温度和氧气的垂直分布决定
D.该湖泊的物种数量随季节而发生变化,某些水鸟作为冬候鸟会迁移到南方越冬
解析:选A。该湖泊的空间异质性影响生物的水平分布格局,A正确;该湖泊表水层是浮游生物活动的主要场所,B错误;该水生群落植物的垂直分层主要由光的穿透性决定,C错误;该湖泊的物种数量随季节而发生变化,某些水鸟作为秋候鸟会迁移到南方越冬,D错误。
2.如图为植物群落生长的分层现象,对此现象解释不正确的是( )
A.分层现象是植物群落与环境条件相互联系的一种形式
B.决定这种现象的环境因素除光照外还有温度和湿度等
C.种植玉米时,因植物群落分层现象的存在,所以要合理密植
D.在农业生产中可以充分利用这一现象,合理搭配种植作物品种
解析:选C。植物群落出现分层现象的原因主要与光照(森林)和温度(高山)有关,环境因素影响植物群落从而出现分层现象。充分利用植物群落生长的分层现象可以用来指导农业生产,譬如玉米和大豆间种,能提高光能的利用率。一块田地中的玉米是一个种群,不存在群落特征,合理密植是为了削弱种内斗争以增加产量。
考向二 群落演替的类型、过程分析
3.在裸岩演替为森林的过程中,对群落演替的描述不正确的是( )
选项
生态特征
发展期
成熟期
A
营养结构
简单
复杂
B
有机物总量
较少
较多
C
自我调节能力
强
弱
D
动物类群丰富度
较低
较高
解析:选C。在裸岩演替为森林的过程中,营养结构越来越复杂,生态系统的自我调节能力增强,抵抗力稳定性增大,动植物类群丰富度不断增加,由于植物光合作用增强,有机物总量不断增多。
4.(2019·浙江1月学考)某农田弃耕后,经历了如下变化:农田阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。下列叙述错误的是( )
A.该变化过程属于次生演替
B.草本植物阶段没有群落的季相变化
C.森林阶段的垂直结构受树冠层的影响最大
D.该变化过程在环境相似的地段可重复出现
解析:选B。弃耕农田演替为森林属于次生演替;草本植物阶段也有群落的季相变化;森林阶段的垂直结构受光照的影响较大,而光照又是影响树冠层的关键因素,因此树冠层对森林群落的垂直结构影响最大;在环境相似的地段可发生相似的次生演替过程。故B错误。
考向三 群落的结构和演替综合分析
5.在一段新建公路的边坡(甲)上移栽灌木和草本植物以保护边坡,另一段边坡(乙)不进行移栽,其他实验条件相同,1 年后两段边坡的检测结果如表。下列分析合理的是( )
边坡
处理方式
植被覆盖
率(%)
小型土壤动物
土壤有机
质(g/kg)
物种数
个体数
甲
种植植物
97
37
260
19.8
乙
不干预
8
9
28
11.9
A.可以推测移栽植物会降低该群落结构的稳定性
B.小型土壤动物的增多是移栽植物的预期结果
C.边坡甲上因没有移栽乔木而不可能自然长出乔木
D.边坡甲上的群落演替会随时间延长而逐渐加剧
解析:选B。移栽植物后,生物的种类增加,能提高该群落结构的稳定性,A项错误;移栽植物后,植物能为动物提供生存环境,故小型土壤动物的增多是移栽植物的预期结果,B项正确;边坡甲上可能会发生群落的演替而自然长出乔木,C项错误;群落演替达到一个稳定的阶段后就不会随时间延长而继续加剧,D项错误。
6.在沙漠的一个灌木群落中,某种基于种子繁殖的灌木,其分布型随着生长进程会发生改变,幼小和小灌木呈集群分布,中灌木呈随机分布,大灌木呈均匀分布。下列叙述错误的是( )
A.这种改变使群落的水平结构发生变化
B.这种改变是群落演替所引起的结果
C.均匀分布的形成原因主要是种内竞争
D.集群分布主要是由于种子不能远离母株所致
解析:选B。在灌木的生长进程中,其分布型由集群分布到随机分布再到均匀分布,使群落的水平结构发生了变化,A项正确。大灌木由于彼此竞争养料和水分而倾向于均匀分布,这不是群落演替的结果,B项错误。大灌木均匀分布主要是种内竞争的结果,即它们互相争夺空间、水分、养料等,C项正确。幼小和小灌木集群分布主要是因种子落在母株附近,D项正确。
课后作业
一、选择题
1.下列关于种群的叙述,错误的是( )
A.种群密度的变动受性比率的影响
B.环境容纳量代表种群的最大密度
C.年龄结构可预测种群未来数量的变化
D.出生率受种群的遗传特性和环境的影响
解析:选B。环境容纳量(K值)是指在长时期内环境所能维持的种群最大数量。由于种群数量高于K值时便下降,低于K值便上升,所以K值就是种群在该环境中的稳定平衡密度,而不是最大密度。
2.下列各图分别表示某物种不同种群的年龄结构,预示着种群密度将会变小的是( )
解析:选D。D选项中生殖前期的个体数量少,生殖后期的个体数量最多,则意味着未来出生的个体数量少,死亡的个体数量多,出生率小于死亡率,因此种群密度将会变小。
3.野生动物研究所对某草原野生兔进行调查所调查区域面积为2 hm2,统计所捕获野兔的数量、性别等,进行标记后放归,一段时间后进行重捕与调查。所得数据如下:
捕获数
雌性个体数
雄性个体数
标记数
初捕
50
28
22
50
重捕
50
32
18
10
以下是某同学对数据的分析,你认为正确的是( )
A.综合两次捕获情况,该野兔种群的性比率(♀/♂)约为3∶2
B.该草原野兔的平均种群密度约为250只/hm2
C.如果野兔在被捕捉过一次后更难捕捉,统计的种群密度会比实际值小
D.重捕后导致野兔死亡,测算值与真实值之间会出现误差
解析:选A。综合两次捕获情况,该田鼠种群的性比率(♀/♂)约为(28+32)∶(22+18)=3∶2,A正确;该地区田鼠的平均种群密度约为50×50÷10÷2=125只/hm2,B错误;根据种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷重捕个体中被标记的个体数,如果田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉,则分母变小,导致统计的种群密度比实际值大,C错误;重捕后导致野兔死亡,测算值与真实值之间会出现误差,D错误。
4.将野兔引入某岛屿,1~7年野兔种群的相对增长速率如下图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A.这7年中野兔种群的数量呈逻辑斯谛增长
B.第4年,野兔种群数量开始下降
C.该岛屿上野兔种群的K值约为第4年时野兔数量的两倍
D.图中的数据可用标志重捕法调查野兔的种群数量并计算后得出
解析:选B。据图分析,种群的增长速率先增加后减少到0,说明这7年中野兔种群的数量呈“S”形增长,即逻辑斯谛增长,A正确;第4年开始,种群的增长速率降低,但是数量仍然在增加,B错误;第4年时,种群的增长速率最大,处于K/2,则K值为第4年时的两倍,C正确;野兔的种群密度的调查方法为标志重捕法,D正确。
5.如图表示出生率、死亡率和种群密度的关系,据此分析得出的结论正确的是( )
A.在K/2时控制有害动物最有效
B.图示规律可作为控制人口增长的依据
C.该图可用于实践中估算种群最大净补充量
D.在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量
解析:选C。A项中,K/2时种群增长速率最大,控制有害动物应在K/2之前最有效;B项中,我国控制人口增长的主要措施是实行计划生育,即降低人口出生率来减少净补充量,不能靠增加死亡率来减少净补充量;C项中,可通过出生率和死亡率来估算种群最大净补充量;D项中,K时种群密度最大,若进行捕捞最易得到最大日捕获量。
6.下列关于种群和群落的叙述,不正确的是( )
A.对家鼠等有害动物的控制,要尽量降低其K值
B.湖岸和湖心区不完全相同的生物分布,构成群落的水平结构
C.在没有自然选择的情况下,种群的基因频率仍有可能发生改变
D.原生演替与次生演替的关键区别是速度的快慢
解析:选D。原生演替与次生演替的关键区别是起点不同,是不是有植被存在。
7.下列关于群落和群落演替的说法,正确的是( )
A.群落的物种丰富度与群落中种群密度呈正相关
B.群落演替的过程中存在着基因频率的变化,其演替的终点为顶极群落状态
C.群落演替是生物和环境相互作用的结果
D.群落演替总是向生物多样性增加的方向进行
解析:选C。群落中物种数目越多,物种丰富度越大,与某个种群的种群密度无关,A错误;群落演替的终点大都处于顶极群落状态,B错误;生物群落的演替是群落内部因素(包括种内关系、种间关系等)与外界环境因素综合作用的结果,C正确;在环境条件适宜的情况下,演替才会向着群落结构复杂、生物多样性增加、资源利用率提高的方向进行,D错误。
8.右图中实线表示某地的一种鸟类,其当年的种群数量(Nt)和一年后的种群数量(Nt+1)间的关系,虚线 P 代表 Nt+1=Nt。下列叙述错误的是( )
A.鸟的领域行为不会改变该种群环境容纳量
B.种群数量仅大于或等于 C 时,才可能保持在 C 值附近
C.与 B 点比,A 点的增长速率更大
D.与 B 点比,A 点的增长率更大
解析:选B。鸟的领域行为不会改变该种群环境容纳量,A正确;种群数量小于 C 时,也可能保持在 C 值附近,B错误;与 B 点比,A 点为K/2,增长速率更大,C正确;与 B 点比,A 点的增长率更大,D正确。
9.演替是一个漫长的过程,当一个群落演替到与当地的气候和土壤条件处于平衡状态时,演替就不再进行,并形成热带雨林、温带草原、苔原或沙漠等顶极群落。下列有关叙述不正确的是( )
A.与演替之初相比,顶极群落的结构更为复杂和稳定
B.形成哪种顶极群落与年平均气温和降雨量等气候条件密切相关
C.顶极群落一旦形成,将永远保持原状
D.热带雨林较草原、沙漠等群落的自我调节能力高
解析:选C。顶极群落若受到强烈的干扰,其群落可能发生改变;由于热带雨林较草原、沙漠等群落的营养结构复杂,故其自我调节能力较高。
10.某研究小组对一个未受人类干扰的自然湖泊进行调查,获得该湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄结构数据并整理如表所示。研究表明,该种鱼在2+时达到性成熟(进入生殖期),7+时丧失繁殖能力(进入生殖后期)。下列叙述错误的是( )
年龄
0+
1+
2+
3+
4+
5+
6+
7+
8+
≥9
个体数
92
187
58
55
57
52
60
74
85
112
注:表中“1+”表示该种鱼的年龄大于等于1,小于2,其他以此类推。
A.种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数
B.由表中数据推测该鱼种群数量的变化趋势是保持稳定
C.年龄结构是预测种群密度(数量)未来变化趋势的重要依据
D.在食物充足的条件下,湖泊中此鱼的种群数量可能呈“S”形增长
解析:选A。种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数量的比例,A错误。种群的年龄结构大致可以分为增长型、衰退型、稳定型三种类型;分析题意,该鱼在2+时进入生殖期,7+时进入生殖后期,根据表中数据可知生殖前期、生殖期和生殖后期3个年龄期个体数的比例为(92+187)∶(58+55+57+52+60)∶(74+85+112)≈1∶1∶1,由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是保持相对稳定,B正确。可通过年龄结构预测未来种群数量的变化趋势,C正确。在食物充足的条件下,由于天敌、生存空间等因素的制约,种群数量可能呈“S”形增长,D正确。
11.下列关于原生演替中草本阶段和灌木阶段的叙述,正确的是( )
A.草本阶段与灌木阶段群落的丰度相同
B.草本阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂
C.草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强
D.草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境
解析:选D。草本阶段在群落演替过程中先于灌木阶段出现,随着群落演替的进行,生物的种类越来越多,即物种的丰度逐渐增大,所以草本阶段和灌木阶段的物种丰度不同,灌木阶段的物种丰度较大,A项错误。随着群落演替的进行,群落的空间结构逐渐变得复杂,所以草本阶段的群落空间结构要比灌木阶段的群落空间结构简单,B项错误。草本阶段的物种丰度小于灌木阶段,所以其营养结构比灌木阶段简单,自我调节能力比灌木阶段弱,C项错误。在群落演替过程中,前一个阶段能为后一个阶段创造适宜的环境,D项正确。
12.(2019·宁波十校联考)猞猁以雪兔为食,下图为1850~1940年的90年间,雪兔和猞猁的种群数量波动情况,则以下叙述正确的是( )
A.猞猁捕食雪兔后体内生产的有机物属于次级生产量,可用于猞猁的生长、繁殖
B.雪兔的数量在90年间围绕K值波动,K值的大小与雪兔出生率和死亡率有关
C.猞猁的数量波动与负反馈调节有关,该调节在生态系统保持稳态中起主要作用
D.以1 000只新生雪兔为样本记录死亡年龄,绘制出年龄与死亡数关系的曲线为存活曲线
解析:选C。猞猁捕食雪兔后体内生产的有机物属于同化量,可用于猞猁的生长、繁殖,A错误;雪兔的数量在90年间围绕K值波动,K值的大小与雪兔的生存环境有关,B错误;猞猁的数量波动与负反馈调节有关,该调节在生态系统保持稳态中起主要作用,C正确;存活曲线是以存活数量的对数值为纵坐标,以年龄为横坐标作图,从而把每一个种群的死亡—存活情况绘制成一条曲线图,故以1 000只新生雪兔为样本记录死亡年龄,绘制出年龄与死亡数关系的曲线不是存活曲线,D错误。
二、非选择题
13.科学家在新西兰某无鼠的小型岛屿投放某种家鼠以研究其种群数量变化规律,请回答下列问题:
(1)种群数量变化的结果如表所示:
月份
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
N(估算
家鼠数)
3
14
37
44
68
68
69
科学家调查家鼠种群密度的常用方法是________。据数据分析,家鼠的种群数量增长曲线呈________形,2月鼠群的年龄结构为________型,在5月到7月小岛所能维持的鼠群最大数量称为____________。
(2)研究过程中发现,家鼠会以岛上某种海鸟的幼鸟及这种海鸟的食物为食,导致这种海鸟数量大量减少,据此分析家鼠与这种海鸟间存在的种间关系有____________________。
解析:(1)家鼠活动范围大、活动能力强,调查其种群密度常用标志重捕法;从表格数据可知1~2月家鼠数量增加缓慢,3~4月快速增加,6月后种群数量基本不变,整体呈“S”形增长曲线;与2月相比,3月鼠的数量增加,故2月其年龄结构为增长型;5~7月种群数量不再增加,此时小岛所能维持的鼠群最大数量称为环境容纳量。(2)据题目信息可知家鼠会捕食某种海鸟的幼鸟,而且会吃该海鸟的食物,所以两种生物之间既有捕食又有竞争关系。
答案:(1)标志重捕法 “S” 增长 环境容纳量
(2)捕食和竞争
14.某自然保护区占地面积1 133 hm2,科研人员对一块0.2 hm2样地的乔木层进行多次调查,部分种群数量变化如表所示(单位:株)。
分层
优势种群
调查年份
1995年
2005年
2015年
顶层
锥栗
4
4
2
中间层
厚壳桂
107
30
1
下层
云南银柴
170
204
230
据表回答下列问题:
(1)云南银柴与厚壳桂的种间关系是________。
(2)不同种群的分层分布形成群落的________结构,植物分层现象主要与________(环境因素)有关。
(3)调查该样地锥栗种群数量________(填“可以”或“不可以”)采用逐个计数法。
(4)据表估算该样地2005年云南银柴的种群密度为________。若用该数据代表当年自然保护区内云南银柴的种群密度,则不可靠。要获得可靠的结果,应该如何取样?________________________________________________________________________。
(5)该自然保护区受到一定程度的干扰,仍维持相对稳定状态,这是由于生态系统具有________________________________________________________________________。
解析:(1)云南银柴和厚壳桂都是植物,二者竞争阳光、水、无机盐等,存在竞争关系。(2)不同种群在垂直方向上的分层属于群落的垂直结构。植物的分层主要与光照有关。(3)根据表中数据分析,该样地锥栗的数量比较少,因此可以采用逐个计数的方法调查该样地锥栗的种群数量。(4)2005年该样地云南银柴的数量为204株,样地的面积是0.2 hm2,因此种群密度是1 020株/hm2。表中数据只是调查一个样方所获得的,因此用表中数据求出的种群密度无法代表当年自然保护区内云南银柴的种群密度,应采用随机选取多个样方取平均值的方法才能获得可靠的结果。(5)生态系统具有一定的自我调节能力,因此在受到一定程度的干扰时,能够维持相对稳定的状态。
答案:(1)竞争(或种间竞争) (2)垂直 阳光(或光,或光照) (3)可以 (4)1 020株/hm2 随机选取若干个样方 (5)一定的自我调节能力(或负反馈调节能力)
15.研究者调查了大别山不同海拔高度的9个马尾松林群落的物种丰度,结果如图所示,请回答下列问题:
注:字母A~I代表不同群落类型,A为发育早期的群落,B、C、D、E为发育中期的群落,F、G、H、I为发育晚期的群落。
(1)大别山的全部马尾松可称为一个________。 在野外调查中,很难从外部特征确定马尾松的准确年龄,通常以马尾松立木的胸径结构(种群中不同胸径大小的个体数)代替其________结构,来进一步预测种群数量的变化。
(2)在野外群落调查中,首先识别组成群落的物种并列出它们的名录,这是测定物种丰度的最简单方法。调查
发现,群落A以马尾松林形式存在,群落物种丰度________(较高、较低、不变),A~I群落发育阶段不同,马尾松林物种丰度呈________的变化趋势,且群落物种多样性在群落发育的________期(早、中、晩)最高。
(3)在群落发育晚期,由于不同植物间的________加剧,导致群落的物种丰富度降低。
解析:(1)大别山的全部马尾松属于一定空间内的同种生物的所有个体,为一个种群。种群有很多基本特征,其中年龄结构可以预测种群数量的变化趋势。(2)群落A以马尾松林形式存在,说明物种比较少,所以群落物种丰度较低。分析图中曲线发现A~I马尾松林物种丰度呈先增加后减少的变化趋势,且群落物种多样性在群落发育的中期最高。(3)在群落发育晚期,由于不同植物间的竞争加剧,使得某些物种消失,导致群落的物种丰度降低。
答案:(1)种群 年龄 (2)较低 先增加后减少 中
(3)竞争
第14讲 种群和群落
考点
考试内容
考试要求
种群的特征与数量变化
1.种群的概念和特征
a
2.标志重捕法
a
3.种群的分布型和存活曲线
a
4.种群指数增长和逻辑斯谛增长
b
5.环境容纳量
a
6.种群数量的非周期性波动和周期性波动
a
7.种群数量波动的调节因素
a
8.活动:探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
c
群落的结构与演替
1.群落的概念和结构
a
2.主要的陆地生物群落类型
a
3.群落演替的概念、类型和过程
a
4.顶极群落的概念
a
种群的特征及种群密度的调查方法
1.种群的含义
2.影响种群密度的因素及其相互关系
种群的数量特征中,种群密度是最基本特征。出生率、死亡率和迁入率、迁出率是决定种群密度变化的直接因素;年龄结构可以通过决定出生率和死亡率而影响种群密度并可预测种群密度的变化趋势;性比率如发生较大变化,则会降低出生率进而使种群密度降低。
3.种群密度的调查
动物种群密度的调查常采用标志重捕法,其公式为种群数量N=[(标志个体数×重捕个体数)/重捕中被标记的个体数]。
4.种群的分布型
(1)概念:分布型是指种群中个体的空间配置格局。
(2)类型:包括均匀分布、集群分布、随机分布。其中集群分布是最常见的分布型。
(3)实例:蛾类、橡树和雪松的种子分布属于集群分布,人类在地球表面的分布为集群分布。
5.种群的存活曲线
(1)概念:存活曲线是表示种群中全部个体死亡过程和死亡情况的曲线。
(2)曲线绘制数据收集:从至少观察1 000个新孵化幼虫或新出生个体开始,跟踪记录每个个体的死亡年龄,直至全部个体死亡为止。
(3)曲线标识:存活曲线二维平面图的横坐标是年龄,纵坐标是存活个体数的对数值。
(4)类型
类型
曲线形状
特点
举例
类型Ⅰ
凸形
在接近平均生理年龄前只有少数个体死亡;但达到这一年龄后,短期内几乎全部死亡
如人类、很多高等动物等
类型Ⅱ
对角线形
各年龄组死亡率相等
如水螅、一些鸟类、小型哺乳动物等
类型Ⅲ
凹形
幼年期死亡率很高,但是一旦活到了某一年龄,死亡率就变得很低而且稳定
如牡蛎、树蛙
(2018·浙江11月选考)下列关于种群特征的叙述,正确的是( )
A.种群密度越大种群数量增加越快
B.性比率对种群密度的影响在生殖前期最大
C.自然增长率小于1时种群的数量即开始减少
D.年龄金字塔表示取样期间各年龄组个体数量在种群中的比例
[解析] 种群密度和种群数量之间没有直接联系,故A错误;性比率对种群密度的影响在生殖期最大,故B错误;自然增长率小于1大于0时,种群的数量不会减少,故C错误;年龄金字塔表示取样期间各年龄组个体数量在种群中的比例,故D正确。
[答案] D
有关“种群”的两个易误点
(1)误认为种群数量=种群密度。种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数,强调“单位面积或单位体积”,即种群数量多,种群密度不一定大。
(2)误认为年龄结构和性比率都既能影响出生率,又能影响死亡率。年龄结构既能影响出生率,又能影响死亡率,而性比率只能影响出生率,不能影响死亡率。
[题组突破]
考向一 种群的特征
1.(2018·浙江6月学考)下列关于种群特征和种群增长的叙述,正确的是( )
A.死亡率很高的种群为衰退型
B.出生率决定了种群的自然增长率
C.理想环境中,每单位时间的种群增长倍数相同
D.自然状况下,种群数量不会超过环境容纳量
答案:C
2.(2019·十校联盟10月)下列关于种群特征的叙述,正确的是( )
A.死亡率高的种群适应环境变化的能力弱
B.若使某种群动物的性成熟推迟,出生率将下降
C.性比率是所有种群都具有的数量特征
D.保持替补出生率,种群数量就会保持零增长
解析:选B。具有高死亡率、短寿命和强生殖力的种群往往比一个低死亡率、长寿命和低生殖力的种群有更强的适应环境变化的能力;若使某种群动物的性成熟推迟,单位时间内出生的个体数量将减少,出生率下降;种群的性比率是指种群内两性个体数量的相对比例,雌雄同株的植物和雌雄同体的动物没有性比率;在理想状态下,保持替补出生率,种群就会保持零增长,但在自然条件下,种群中个体意外死亡等会使保持替补出生率的种群不一定保持零增长。故B正确。
3.下列关于出生率的叙述,正确的是( )
A.若某一种群年初时的个体数为100,年末时为110,其中新生个体数为20,死亡个体数为10,则该种群的年出生率为10%
B.若某动物的婚配制为一雌一雄,生殖期个体的雌雄比越接近1∶1,则出生率越高
C.若通过调控环境条件,使某动物的性成熟推迟,则出生率会更高
D.若比较三种年龄结构类型的种群,则稳定型的出生率最高
解析:选B。A项中的年出生率为20÷100=20%。由于该动物的婚配制为一雌一雄,所以当雌雄比例为1∶1时,出生率最高。当动物的性成熟推迟时,出生率会变低。对于三种年龄结构类型的种群,增长型的出生率最高,稳定型次之,衰退型最低。
考向二 标志重捕法
4.(2019·浙江绿色评价联盟联考)研究人员对某林区猕猴种群的数量和性比率进行调查,结果如下图(注:4~12岁为猕猴的生育年龄)。下列判断错误的是( )
A.可用标志重捕法调查猕猴种群的数量和密度
B.调查时猕猴种群的年龄组成为增长型,未达K值
C.7~9岁个体中,雄性与雌性的数量比值最小,与雄性因争夺王位和配偶死亡率较高有关
D.各年龄组个体数量不变,若性比率变为1∶1,则猕猴的出生率将升高
解析:选D。猕猴是活动能力强的动物,可用标志重捕法调查猕猴种群的数量和密度,A正确;调查时猕猴种群的年龄组成为增长型,未达K值,B正确;7~9岁个体中,雄性与雌性的数量比值最小,与雄性因争夺王位和配偶死亡率较高有关,C正确;根据图中信息不能说明性比率为1∶1时,猕猴的出生率将升高,D错误。
考向三 种群的分布型和存活曲线
5.下表是调查野山羊种群生存状况的原始数据。若把表中数据转换为种群存活曲线图并进行分析,下列叙述错误的是( )
年龄(年)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
存活(只)
1 000
801
789
776
764
734
688
640
571
439
252
96
6
3
死亡(只)
199
12
13
12
30
46
48
69
132
187
156
90
3
3
A.存活曲线图中横坐标采用的数据来源于年龄,纵坐标的来源于存活数
B.该种群的存活曲线呈凹形(类型Ⅲ)
C.该种群中大多数个体在平均生理年龄后死亡
D.分析存活曲线可知该种群对环境有较强的适应能力
解析:选B。该种群的存活曲线呈凸形(类型Ⅰ)。
6.蒲公英为一年生植物,每个成熟植株能产生许多种子。自然状况下,其种子随风飘落到某草地上萌发生长,形成一个新的种群。下列叙述正确的是( )
A.蒲公英的种群数量呈非周期波动
B.蒲公英在第一个生长期呈集群分布
C.该种群的存活曲线符合对角线形特征
D.动物取食蒲公英不能将蒲公英的种群密度压制在低水平
解析:选D。根据题意可知,由于蒲公英为一年生植物,其数量在两个波峰之间相隔时间相等,为周期波动,A项错误;由于蒲公英种子是随风飘落的,因此其是随机分布的,B项错误;处于对角线存活曲线的种群各年龄组的死亡率相同,所以蒲公英的存活曲线不符合对角线形特征,C项错误;动物取食蒲公英不会将蒲公英的种群密度压制在低水平,D项正确。
种群数量的变化
1.探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
(1)实验步骤
(2)血细胞计数板计数法
①血细胞计数板常见规格
血细胞计数板有两种常见方格网,对于16×25的方格网而言,计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量;而对于25×16的方格网而言,计四角和正中间的(共5个)方格共计80个小方格中的个体数量,如下图所示。
②计数方法:大方格长、宽均为1 mm,高度为0.1 mm(即规格为1 mm×1 mm×0.1 mm),则每个大方格的体积为0.1 mm3(10-4 mL),故1 mL培养液中细胞个数=(中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数)×400×104×稀释倍数。
2.种群增长的曲线分析
项目
曲线
“J”形曲线
“S”形曲线
产生条件
理想状态:资源无限;空间无限;不受其他生物制约
现实状态:资源有限;空间有限;受其他生物制约
特点
种群数量以一定的百分数或倍数连续增长
种群数量达到环境容纳量K值后,将在K值上下波动
环境容纳
量(K值)
无K值
有K值
适用范围
一般只适用于实验室条件下和种群刚迁入新的环境中最初一段时间内的增长
一般自然种群增长
种群增长
(速)率曲线
续 表
项目
曲线
“J”形曲线
“S”形曲线
曲线形
成原因
无种内斗争,缺少天敌
种内斗争加剧,天敌数量增多
联系
两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同,对种群增长的影响不同
3.K值变动的示意图
在环境未遭受破坏的情况下,种群数量会在平均值附近上下波动。当种群偏离平均值的时候,会通过负反馈机制使种群数量回到一定范围内。
4.“S”形增长曲线的解读和分析方法
三图对比分析解读:①t1之前,种群数量小于K/2,由于资源和空间相对充裕,种群数量增长较快,当种群数量为K/2时,出生率远大于死亡率,种群增长速率达到最大值。
②t1~t2,由于资源和空间有限,当种群密度增大时,种内斗争加剧,天敌数量增加,种群增长速率下降。
③t2时,种群数量达到K值,此时出生率等于死亡率,种群增长速率为0。
5.种群数量的波动及调节
种群数量
种群数量的波动
种群数量的调节
含义
种群中个体数量随时间而变化
通过调节,使种群数量围绕其平衡密度上下波动
类型及实例
①非周期波动(主要),如欧洲灰鹭、东亚飞蝗数量随气候变化而变化;
②周期波动,如北极旅鼠随所食植物而发生的变动
①外源性调节因素(如气候、食物、病源物、寄生物等);
②内源性调节因素(如领域行为、内分泌调节等)
(2018·浙江4月选考)在对某自然保护区内甲、乙两个不同物种的种群数量进行了调查之后,又开展了连续4年的跟踪调查,计算其L值(L=当年末种群个体数量/前一年末种群个体数量),结果如图所示。下列关于这4年调查期间的种群数量变化的叙述,错误的是( )
A.第1年末甲乙两种群的增长速度不一定相等
B.第2年末乙种群数量不一定大于甲
C.第3年末乙种群数量达到了最大值
D.这4年中甲种群每年增加的数量是相等的
[解析] 由题图可知甲种群数量呈指数增长,故Nt=N0Lt,所以甲种群每年增加的数量不相等。
[答案] D
K值与K/2值的分析与应用
(1)K值与K/2值的分析
(2)K值与K/2值的应用
[题组突破]
考向一 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
1.在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干,抽样镜检,如图甲所示(图中小点代表酵母菌)。将容器放在适宜温度下恒温培养5 h后,稀释100倍,再抽样镜检,如图乙所示。根据实验结果判断,以下叙述正确的是( )
A.培养5 h后,酵母菌种群密度增加200倍左右
B.探究酵母菌的种群数量变化可以用标志重捕法
C.用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计方格内菌体
D.培养5 h后,酵母菌种群数量已经达到K值
解析:选A。用血细胞计数板计数时,除统计方格内菌体外还要统计相邻两边及其顶角上的菌体;5 h前每个小方格内约有5个菌体,而5 h后每个小方格内约有10个菌体,但这是在稀释100倍后的值,所以5 h后种群密度增加200倍;此时酵母菌种群数量是否达到K值无法判断。
2.某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时,同样实验条件下分别在4支试管中进行培养(见下表),均获得了“S”形增长曲线。根据实验结果判断,下列说法错误的是( )
试管号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
培养液体积/mL
10
5
10
5
起始酵母菌数/×103个
10
5
5
10
A.4个试管内的种群在K/2时增长最快
B.4个试管内的种群达到K值的时间Ⅳ=Ⅰ>Ⅱ=Ⅲ
C.试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同
D.试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降
解析:选B。当种群迁入一个新环境时,若环境条件适宜生存,由于起初种群数量不多,环境条件(食物、空间)优越,天敌少,环境阻力小,种群表现出增长速率加快。一段时间后,种群数量增多,环境阻力使种群增长速率减缓,种群表现为逻辑斯谛增长,在K/2时4个试管内的种群数量增长最快。K值指的是环境容纳量,到达K值的时间与环境阻力的大小呈正相关,因此4个试管内的种群达到K值的时间不同,Ⅳ号试管内的环境阻力最大,因此最先达到K值并积累有毒物质,导致种群数量最先开始下降,所以4个试管内的种群达到K值所用的时间Ⅲ>Ⅰ=Ⅱ>Ⅳ。
考向二 环境容纳量的含义
3.下列关于环境容纳量的叙述,正确的是( )
A.环境容纳量是种群在该环境中的最大数量
B.环境容纳量会随着环境条件的改变而变化
C.环境容纳量由种群的出生率和死亡率决定
D.种群的指数增长会受到环境容纳量的限制
解析:选B。环境容纳量是指长时间内,环境所能维持的种群最大数量,A错误;环境容纳量受生物居住环境的影响,故C错误;指数增长没有环境容纳量,故D错误。
4.(2019·浙江4月选考)下列关于环境容纳量的叙述,错误的是( )
A.种群数量在K/2时增长最快
B.同一群落各种群的环境容纳量是相同的
C.环境容纳量会随着环境条件的改变而改变
D.环境容纳量是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度
解析:选B。种群数量在K/2时增长最快;同一群落各种群的环境容纳量是不同的;环境容纳量会随着环境条件的改变而改变;环境容纳量是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度。故B错误。
考向三 种群的增长曲线
5.(2019·浙江6月学考)将大肠杆菌加入10 mL液体培养基中,种群按逻辑斯谛增长方式增长。当数量增长到N时,不再增加。下列叙述错误的是( )
A.该种群的增长曲线呈“S”形
B.该种群增长最快时,种群数量约为N/2
C.在种群增长的过程中K值不断增加
D.若仅将培养基的量减少至5 mL,则K值变小
解析:选C。逻辑斯谛增长方式的增长曲线呈“S”形;当数量增长到N时不再增加,表明该种群的K值为N,则该种群增长最快时种群数量约为N/2;在没有达到K值前,种群数量不断增长,但其K值仍保持不变;若仅将培养基的量减少至5 mL,营养减少,则K值变小。故C错误。
6.某生物兴趣小组对某动物繁育中心的某种濒危动物的种群增长速率进行了调查,如表为调查结果。下列相关叙述正确的是( )
年份
第一年
第二年
第三年
第四年
第五年
第六年
第七年
增长速率
0.50
1.33
2.69
3.78
2.88
1.36
0.09
A.第四年的该种群数量大约是该环境容纳量的一半
B.第一年至第七年,该种群的年龄结构从增长型向衰退型转变
C.该种群数量呈“S”形增长,种群增长速率不受种群密度制约
D.对该濒危动物最好的保护方式为就地保护
解析:选A。从表中数据可知,该种群的增长速率在调查的7年内,先增大后减小,符合“S”形增长模型,第四年该种群的增长速率最大,对应的种群数量应为K/2,A正确;种群数量呈“S”形增长的种群,其年龄结构从增长型逐渐向稳定型转变,B错误;种群数量呈“S”形增长的种群,其种群密度制约增长速率,C错误;对动物繁育中心的该濒危动物最好的保护方式为易地保护,D错误。
考向四 种群数量的波动及调节
7.下图是某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量变化关系的示意图(图中不同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量)。下列有关叙述错误的是( )
A.图中所含的食物链为捕食食物链
B.这些生物的种群数量在各自的K值上下波动
C.旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的
D.旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数量变化是一种正反馈调节
解析:选D。图中所示的生物可形成植物→旅鼠→旅鼠的天敌捕食链,且三种生物的种群数量均在某一范围内变化,即围绕着K值波动;旅鼠的种群数量受到植物及其天敌数量的制约,相互之间是一种负反馈调节机制。
8.下列有关稳定平衡密度的说法,正确的是( )
A.稳定平衡密度是种群的最大密度
B.气候是最强烈的影响稳定平衡密度的外源性因素
C.种群可通过领域行为和内分泌调节来调节稳定平衡密度
D.当种群数量达到稳定平衡密度后,种群的自然增长率最大
解析:选B。稳定平衡密度是种群达到环境容纳量时的密度,即种群长时期维持的最大密度,但不一定是种群的最大密度,A错误;气候是最强烈的影响稳定平衡密度的外源性因素,B正确;领域行为和内分泌调节属于内源性调节因素,不能影响种群的环境容纳量,即不能影响种群的稳定平衡密度,C错误;达到稳定平衡密度后,种群的自然增长率为0,D错误。
群落的结构与演替
1.群落的概念
2.群落的类型
气候类型
顶极群落
高温高湿
热带雨林
低温高湿
北方针叶林
中温中湿
温带草原
低温低湿
苔原
极端缺水
沙漠
3.群落的结构
(1)群落结构形成的原因:群落结构与环境中生态因素有关,群落结构的具体表现都是在长期自然选择基础上形成的对环境的适应。
(2)垂直结构
①植物的垂直结构
a.具体表现:植物群落垂直方向上的分层。
b.影响因素:主要与光强度有关,群落中的光强度总是随高度的下降而逐渐减弱(如图所示)。
②动物的垂直结构:主要原因是植物为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件。
(3)水平结构:在水平方向上由于光强度、地形、盐碱度和湿度等因素的影响,不同地段上分布着不同的生物种群。
(4)时间结构:群落的组成和外貌随时间而发生有规律的变化。表现在生物的昼夜活动和群落的季节变化。
4.群落演替
(1)群落演替的方向及变化
方向
简单→复杂→稳定
复杂→简单→稳定
实例
大多数自然群落
受污染或破坏的群落
能量变化
增加并趋向于稳定
减少并趋向于稳定
物质变化
(2)顶极群落
①含义:一个群落经过长期的演替,最终所达到的与当地的气候和土壤条件处于平衡的状态。
②决定因素:主要由平均温度和年降雨量决定。
③地球上现存的群落大都处于顶极状态。
(3)群落演替的类型
项目
原生演替
次生演替
起点
从来没有被植物覆盖的地面,或原来存在过植被,但被彻底消灭了的地方
原有植被虽已不存在,但土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方
条件
无有机质和生
物的繁殖体
有大量有机质和生物的繁殖体
速度
缓慢
较快
时间
经历时间长
经历时间短
影响因素
自然因素
人类活动较为关键
实例
裸岩、沙丘和冰川
泥上进行的演替
弃耕农田上和火灾后的草原上发生的演替
(2018·浙江11月选考)某森林曾被开垦用于种植农作物,后因产量不高而弃耕,若干年后又恢复到森林。下列关于该演替的叙述,错误的是( )
A.该演替属于次生演替
B.演替过程中群落结构不变
C.人为因素引发了该演替
D.弃耕地中有种子等繁殖体
[解析] 该演替为从弃耕农田的基质上所进行的演替,属于次生演替,A正确;在群落演替过程中群落的垂直结构等会发生改变,B错误;因为人类的开垦和弃耕引发了该演替,C正确;弃耕地中有种子等繁殖体,D正确。
[答案] B
(1)演替并不是“取而代之”
演替过程中一些种群取代另一些种群,是一种“优势取代”而非“取而代之”,如形成森林后,乔木占据优势地位,但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。
(2)演替是“不可逆”的
发生在时间和空间上的不可逆变化,但人类活动可使其不按自然演替的方向和速度进行。
(3)群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程
当群落演替到与环境处于平衡状态时,就以相对稳定的群落为发展的顶点。
[题组突破]
考向一 群落的结构
1.湖泊中,分布有水鸟、藻类、芦苇等动植物,某些水鸟具有秋季迁移的习性。下列叙述正确的是( )
A.该湖泊的空间异质性影响生物的水平分布格局
B.该湖泊静水层水温比较稳定,是藻类等浮游生物活动的主要场所
C.该水生群落植物的垂直分层主要由光的穿透性、温度和氧气的垂直分布决定
D.该湖泊的物种数量随季节而发生变化,某些水鸟作为冬候鸟会迁移到南方越冬
解析:选A。该湖泊的空间异质性影响生物的水平分布格局,A正确;该湖泊表水层是浮游生物活动的主要场所,B错误;该水生群落植物的垂直分层主要由光的穿透性决定,C错误;该湖泊的物种数量随季节而发生变化,某些水鸟作为秋候鸟会迁移到南方越冬,D错误。
2.如图为植物群落生长的分层现象,对此现象解释不正确的是( )
A.分层现象是植物群落与环境条件相互联系的一种形式
B.决定这种现象的环境因素除光照外还有温度和湿度等
C.种植玉米时,因植物群落分层现象的存在,所以要合理密植
D.在农业生产中可以充分利用这一现象,合理搭配种植作物品种
解析:选C。植物群落出现分层现象的原因主要与光照(森林)和温度(高山)有关,环境因素影响植物群落从而出现分层现象。充分利用植物群落生长的分层现象可以用来指导农业生产,譬如玉米和大豆间种,能提高光能的利用率。一块田地中的玉米是一个种群,不存在群落特征,合理密植是为了削弱种内斗争以增加产量。
考向二 群落演替的类型、过程分析
3.在裸岩演替为森林的过程中,对群落演替的描述不正确的是( )
选项
生态特征
发展期
成熟期
A
营养结构
简单
复杂
B
有机物总量
较少
较多
C
自我调节能力
强
弱
D
动物类群丰富度
较低
较高
解析:选C。在裸岩演替为森林的过程中,营养结构越来越复杂,生态系统的自我调节能力增强,抵抗力稳定性增大,动植物类群丰富度不断增加,由于植物光合作用增强,有机物总量不断增多。
4.(2019·浙江1月学考)某农田弃耕后,经历了如下变化:农田阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。下列叙述错误的是( )
A.该变化过程属于次生演替
B.草本植物阶段没有群落的季相变化
C.森林阶段的垂直结构受树冠层的影响最大
D.该变化过程在环境相似的地段可重复出现
解析:选B。弃耕农田演替为森林属于次生演替;草本植物阶段也有群落的季相变化;森林阶段的垂直结构受光照的影响较大,而光照又是影响树冠层的关键因素,因此树冠层对森林群落的垂直结构影响最大;在环境相似的地段可发生相似的次生演替过程。故B错误。
考向三 群落的结构和演替综合分析
5.在一段新建公路的边坡(甲)上移栽灌木和草本植物以保护边坡,另一段边坡(乙)不进行移栽,其他实验条件相同,1 年后两段边坡的检测结果如表。下列分析合理的是( )
边坡
处理方式
植被覆盖
率(%)
小型土壤动物
土壤有机
质(g/kg)
物种数
个体数
甲
种植植物
97
37
260
19.8
乙
不干预
8
9
28
11.9
A.可以推测移栽植物会降低该群落结构的稳定性
B.小型土壤动物的增多是移栽植物的预期结果
C.边坡甲上因没有移栽乔木而不可能自然长出乔木
D.边坡甲上的群落演替会随时间延长而逐渐加剧
解析:选B。移栽植物后,生物的种类增加,能提高该群落结构的稳定性,A项错误;移栽植物后,植物能为动物提供生存环境,故小型土壤动物的增多是移栽植物的预期结果,B项正确;边坡甲上可能会发生群落的演替而自然长出乔木,C项错误;群落演替达到一个稳定的阶段后就不会随时间延长而继续加剧,D项错误。
6.在沙漠的一个灌木群落中,某种基于种子繁殖的灌木,其分布型随着生长进程会发生改变,幼小和小灌木呈集群分布,中灌木呈随机分布,大灌木呈均匀分布。下列叙述错误的是( )
A.这种改变使群落的水平结构发生变化
B.这种改变是群落演替所引起的结果
C.均匀分布的形成原因主要是种内竞争
D.集群分布主要是由于种子不能远离母株所致
解析:选B。在灌木的生长进程中,其分布型由集群分布到随机分布再到均匀分布,使群落的水平结构发生了变化,A项正确。大灌木由于彼此竞争养料和水分而倾向于均匀分布,这不是群落演替的结果,B项错误。大灌木均匀分布主要是种内竞争的结果,即它们互相争夺空间、水分、养料等,C项正确。幼小和小灌木集群分布主要是因种子落在母株附近,D项正确。
课后作业
一、选择题
1.下列关于种群的叙述,错误的是( )
A.种群密度的变动受性比率的影响
B.环境容纳量代表种群的最大密度
C.年龄结构可预测种群未来数量的变化
D.出生率受种群的遗传特性和环境的影响
解析:选B。环境容纳量(K值)是指在长时期内环境所能维持的种群最大数量。由于种群数量高于K值时便下降,低于K值便上升,所以K值就是种群在该环境中的稳定平衡密度,而不是最大密度。
2.下列各图分别表示某物种不同种群的年龄结构,预示着种群密度将会变小的是( )
解析:选D。D选项中生殖前期的个体数量少,生殖后期的个体数量最多,则意味着未来出生的个体数量少,死亡的个体数量多,出生率小于死亡率,因此种群密度将会变小。
3.野生动物研究所对某草原野生兔进行调查所调查区域面积为2 hm2,统计所捕获野兔的数量、性别等,进行标记后放归,一段时间后进行重捕与调查。所得数据如下:
捕获数
雌性个体数
雄性个体数
标记数
初捕
50
28
22
50
重捕
50
32
18
10
以下是某同学对数据的分析,你认为正确的是( )
A.综合两次捕获情况,该野兔种群的性比率(♀/♂)约为3∶2
B.该草原野兔的平均种群密度约为250只/hm2
C.如果野兔在被捕捉过一次后更难捕捉,统计的种群密度会比实际值小
D.重捕后导致野兔死亡,测算值与真实值之间会出现误差
解析:选A。综合两次捕获情况,该田鼠种群的性比率(♀/♂)约为(28+32)∶(22+18)=3∶2,A正确;该地区田鼠的平均种群密度约为50×50÷10÷2=125只/hm2,B错误;根据种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷重捕个体中被标记的个体数,如果田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉,则分母变小,导致统计的种群密度比实际值大,C错误;重捕后导致野兔死亡,测算值与真实值之间会出现误差,D错误。
4.将野兔引入某岛屿,1~7年野兔种群的相对增长速率如下图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A.这7年中野兔种群的数量呈逻辑斯谛增长
B.第4年,野兔种群数量开始下降
C.该岛屿上野兔种群的K值约为第4年时野兔数量的两倍
D.图中的数据可用标志重捕法调查野兔的种群数量并计算后得出
解析:选B。据图分析,种群的增长速率先增加后减少到0,说明这7年中野兔种群的数量呈“S”形增长,即逻辑斯谛增长,A正确;第4年开始,种群的增长速率降低,但是数量仍然在增加,B错误;第4年时,种群的增长速率最大,处于K/2,则K值为第4年时的两倍,C正确;野兔的种群密度的调查方法为标志重捕法,D正确。
5.如图表示出生率、死亡率和种群密度的关系,据此分析得出的结论正确的是( )
A.在K/2时控制有害动物最有效
B.图示规律可作为控制人口增长的依据
C.该图可用于实践中估算种群最大净补充量
D.在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量
解析:选C。A项中,K/2时种群增长速率最大,控制有害动物应在K/2之前最有效;B项中,我国控制人口增长的主要措施是实行计划生育,即降低人口出生率来减少净补充量,不能靠增加死亡率来减少净补充量;C项中,可通过出生率和死亡率来估算种群最大净补充量;D项中,K时种群密度最大,若进行捕捞最易得到最大日捕获量。
6.下列关于种群和群落的叙述,不正确的是( )
A.对家鼠等有害动物的控制,要尽量降低其K值
B.湖岸和湖心区不完全相同的生物分布,构成群落的水平结构
C.在没有自然选择的情况下,种群的基因频率仍有可能发生改变
D.原生演替与次生演替的关键区别是速度的快慢
解析:选D。原生演替与次生演替的关键区别是起点不同,是不是有植被存在。
7.下列关于群落和群落演替的说法,正确的是( )
A.群落的物种丰富度与群落中种群密度呈正相关
B.群落演替的过程中存在着基因频率的变化,其演替的终点为顶极群落状态
C.群落演替是生物和环境相互作用的结果
D.群落演替总是向生物多样性增加的方向进行
解析:选C。群落中物种数目越多,物种丰富度越大,与某个种群的种群密度无关,A错误;群落演替的终点大都处于顶极群落状态,B错误;生物群落的演替是群落内部因素(包括种内关系、种间关系等)与外界环境因素综合作用的结果,C正确;在环境条件适宜的情况下,演替才会向着群落结构复杂、生物多样性增加、资源利用率提高的方向进行,D错误。
8.右图中实线表示某地的一种鸟类,其当年的种群数量(Nt)和一年后的种群数量(Nt+1)间的关系,虚线 P 代表 Nt+1=Nt。下列叙述错误的是( )
A.鸟的领域行为不会改变该种群环境容纳量
B.种群数量仅大于或等于 C 时,才可能保持在 C 值附近
C.与 B 点比,A 点的增长速率更大
D.与 B 点比,A 点的增长率更大
解析:选B。鸟的领域行为不会改变该种群环境容纳量,A正确;种群数量小于 C 时,也可能保持在 C 值附近,B错误;与 B 点比,A 点为K/2,增长速率更大,C正确;与 B 点比,A 点的增长率更大,D正确。
9.演替是一个漫长的过程,当一个群落演替到与当地的气候和土壤条件处于平衡状态时,演替就不再进行,并形成热带雨林、温带草原、苔原或沙漠等顶极群落。下列有关叙述不正确的是( )
A.与演替之初相比,顶极群落的结构更为复杂和稳定
B.形成哪种顶极群落与年平均气温和降雨量等气候条件密切相关
C.顶极群落一旦形成,将永远保持原状
D.热带雨林较草原、沙漠等群落的自我调节能力高
解析:选C。顶极群落若受到强烈的干扰,其群落可能发生改变;由于热带雨林较草原、沙漠等群落的营养结构复杂,故其自我调节能力较高。
10.某研究小组对一个未受人类干扰的自然湖泊进行调查,获得该湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄结构数据并整理如表所示。研究表明,该种鱼在2+时达到性成熟(进入生殖期),7+时丧失繁殖能力(进入生殖后期)。下列叙述错误的是( )
年龄
0+
1+
2+
3+
4+
5+
6+
7+
8+
≥9
个体数
92
187
58
55
57
52
60
74
85
112
注:表中“1+”表示该种鱼的年龄大于等于1,小于2,其他以此类推。
A.种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数
B.由表中数据推测该鱼种群数量的变化趋势是保持稳定
C.年龄结构是预测种群密度(数量)未来变化趋势的重要依据
D.在食物充足的条件下,湖泊中此鱼的种群数量可能呈“S”形增长
解析:选A。种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数量的比例,A错误。种群的年龄结构大致可以分为增长型、衰退型、稳定型三种类型;分析题意,该鱼在2+时进入生殖期,7+时进入生殖后期,根据表中数据可知生殖前期、生殖期和生殖后期3个年龄期个体数的比例为(92+187)∶(58+55+57+52+60)∶(74+85+112)≈1∶1∶1,由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是保持相对稳定,B正确。可通过年龄结构预测未来种群数量的变化趋势,C正确。在食物充足的条件下,由于天敌、生存空间等因素的制约,种群数量可能呈“S”形增长,D正确。
11.下列关于原生演替中草本阶段和灌木阶段的叙述,正确的是( )
A.草本阶段与灌木阶段群落的丰度相同
B.草本阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂
C.草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强
D.草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境
解析:选D。草本阶段在群落演替过程中先于灌木阶段出现,随着群落演替的进行,生物的种类越来越多,即物种的丰度逐渐增大,所以草本阶段和灌木阶段的物种丰度不同,灌木阶段的物种丰度较大,A项错误。随着群落演替的进行,群落的空间结构逐渐变得复杂,所以草本阶段的群落空间结构要比灌木阶段的群落空间结构简单,B项错误。草本阶段的物种丰度小于灌木阶段,所以其营养结构比灌木阶段简单,自我调节能力比灌木阶段弱,C项错误。在群落演替过程中,前一个阶段能为后一个阶段创造适宜的环境,D项正确。
12.(2019·宁波十校联考)猞猁以雪兔为食,下图为1850~1940年的90年间,雪兔和猞猁的种群数量波动情况,则以下叙述正确的是( )
A.猞猁捕食雪兔后体内生产的有机物属于次级生产量,可用于猞猁的生长、繁殖
B.雪兔的数量在90年间围绕K值波动,K值的大小与雪兔出生率和死亡率有关
C.猞猁的数量波动与负反馈调节有关,该调节在生态系统保持稳态中起主要作用
D.以1 000只新生雪兔为样本记录死亡年龄,绘制出年龄与死亡数关系的曲线为存活曲线
解析:选C。猞猁捕食雪兔后体内生产的有机物属于同化量,可用于猞猁的生长、繁殖,A错误;雪兔的数量在90年间围绕K值波动,K值的大小与雪兔的生存环境有关,B错误;猞猁的数量波动与负反馈调节有关,该调节在生态系统保持稳态中起主要作用,C正确;存活曲线是以存活数量的对数值为纵坐标,以年龄为横坐标作图,从而把每一个种群的死亡—存活情况绘制成一条曲线图,故以1 000只新生雪兔为样本记录死亡年龄,绘制出年龄与死亡数关系的曲线不是存活曲线,D错误。
二、非选择题
13.科学家在新西兰某无鼠的小型岛屿投放某种家鼠以研究其种群数量变化规律,请回答下列问题:
(1)种群数量变化的结果如表所示:
月份
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
N(估算
家鼠数)
3
14
37
44
68
68
69
科学家调查家鼠种群密度的常用方法是________。据数据分析,家鼠的种群数量增长曲线呈________形,2月鼠群的年龄结构为________型,在5月到7月小岛所能维持的鼠群最大数量称为____________。
(2)研究过程中发现,家鼠会以岛上某种海鸟的幼鸟及这种海鸟的食物为食,导致这种海鸟数量大量减少,据此分析家鼠与这种海鸟间存在的种间关系有____________________。
解析:(1)家鼠活动范围大、活动能力强,调查其种群密度常用标志重捕法;从表格数据可知1~2月家鼠数量增加缓慢,3~4月快速增加,6月后种群数量基本不变,整体呈“S”形增长曲线;与2月相比,3月鼠的数量增加,故2月其年龄结构为增长型;5~7月种群数量不再增加,此时小岛所能维持的鼠群最大数量称为环境容纳量。(2)据题目信息可知家鼠会捕食某种海鸟的幼鸟,而且会吃该海鸟的食物,所以两种生物之间既有捕食又有竞争关系。
答案:(1)标志重捕法 “S” 增长 环境容纳量
(2)捕食和竞争
14.某自然保护区占地面积1 133 hm2,科研人员对一块0.2 hm2样地的乔木层进行多次调查,部分种群数量变化如表所示(单位:株)。
分层
优势种群
调查年份
1995年
2005年
2015年
顶层
锥栗
4
4
2
中间层
厚壳桂
107
30
1
下层
云南银柴
170
204
230
据表回答下列问题:
(1)云南银柴与厚壳桂的种间关系是________。
(2)不同种群的分层分布形成群落的________结构,植物分层现象主要与________(环境因素)有关。
(3)调查该样地锥栗种群数量________(填“可以”或“不可以”)采用逐个计数法。
(4)据表估算该样地2005年云南银柴的种群密度为________。若用该数据代表当年自然保护区内云南银柴的种群密度,则不可靠。要获得可靠的结果,应该如何取样?________________________________________________________________________。
(5)该自然保护区受到一定程度的干扰,仍维持相对稳定状态,这是由于生态系统具有________________________________________________________________________。
解析:(1)云南银柴和厚壳桂都是植物,二者竞争阳光、水、无机盐等,存在竞争关系。(2)不同种群在垂直方向上的分层属于群落的垂直结构。植物的分层主要与光照有关。(3)根据表中数据分析,该样地锥栗的数量比较少,因此可以采用逐个计数的方法调查该样地锥栗的种群数量。(4)2005年该样地云南银柴的数量为204株,样地的面积是0.2 hm2,因此种群密度是1 020株/hm2。表中数据只是调查一个样方所获得的,因此用表中数据求出的种群密度无法代表当年自然保护区内云南银柴的种群密度,应采用随机选取多个样方取平均值的方法才能获得可靠的结果。(5)生态系统具有一定的自我调节能力,因此在受到一定程度的干扰时,能够维持相对稳定的状态。
答案:(1)竞争(或种间竞争) (2)垂直 阳光(或光,或光照) (3)可以 (4)1 020株/hm2 随机选取若干个样方 (5)一定的自我调节能力(或负反馈调节能力)
15.研究者调查了大别山不同海拔高度的9个马尾松林群落的物种丰度,结果如图所示,请回答下列问题:
注:字母A~I代表不同群落类型,A为发育早期的群落,B、C、D、E为发育中期的群落,F、G、H、I为发育晚期的群落。
(1)大别山的全部马尾松可称为一个________。 在野外调查中,很难从外部特征确定马尾松的准确年龄,通常以马尾松立木的胸径结构(种群中不同胸径大小的个体数)代替其________结构,来进一步预测种群数量的变化。
(2)在野外群落调查中,首先识别组成群落的物种并列出它们的名录,这是测定物种丰度的最简单方法。调查
发现,群落A以马尾松林形式存在,群落物种丰度________(较高、较低、不变),A~I群落发育阶段不同,马尾松林物种丰度呈________的变化趋势,且群落物种多样性在群落发育的________期(早、中、晩)最高。
(3)在群落发育晚期,由于不同植物间的________加剧,导致群落的物种丰富度降低。
解析:(1)大别山的全部马尾松属于一定空间内的同种生物的所有个体,为一个种群。种群有很多基本特征,其中年龄结构可以预测种群数量的变化趋势。(2)群落A以马尾松林形式存在,说明物种比较少,所以群落物种丰度较低。分析图中曲线发现A~I马尾松林物种丰度呈先增加后减少的变化趋势,且群落物种多样性在群落发育的中期最高。(3)在群落发育晚期,由于不同植物间的竞争加剧,使得某些物种消失,导致群落的物种丰度降低。
答案:(1)种群 年龄 (2)较低 先增加后减少 中
(3)竞争
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