二冲程汽油机启动困难:2011年12?月19日??种群和群落复习

样方法
〖内容〗
样方法：
1.样方法：估算种群密度的常用方法之一，在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群密度的估计值。
2.注意事项
（1）取样方时，应按要求选取，不能随意更换位置和面积，否则调查结果偏差较大；取样要随机。
（2）样方的个数应依总面积大小而定，总面积大时样方应多些；乔木、灌木所取样方的面积也应不同。
（3）计数时，若有正好长在边界线上的，只计样方相邻两边上的，同种生物不论大小都要计数。
3.样方法适用范围：
适用于不活动或者活动范围小的生物，调查一般的植物种群、昆虫卵的密度、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等，都可以采用样方法。

标志重捕法：
1.标志重捕法：在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体，将这些个体进行标志后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标志个体占总捕获数的比例来估计该种群的数量。
种群数量=标志个体数×重捕个体数/重捕标志个体数
2.注意事项：
（1）标志方法必须不会影响动物正常的生长发育和活动。如选用着色的标志时，要注意色素无害、溶剂无毒；如果用切趾、剪翅等方法标志动物时，必须保证不会影响它正常的生命活动或者导致疾病、感染等。
（2）标志不能过分醒目。因为过分醒目的个体，在自然界中有可能改变与捕食者之间的关系，最终有可能改变样本中标志个体的比例而导致结果失真。
（3）标志物持续时间不得短于研究时间。
（4）在下次取样之前，被标志的动物必须在种群中完全混合均匀，这也是进行标志重捕的前提。
（5）种群是相对封闭的，即没有个体迁入或迁出，即使有迁移现象，也是可以测定的。
（6）在研究期间没有出生或死亡，或能够测出出生和死亡的数量。
3.标志重捕法适用范围：
对于活动能力强、活动范围大的动物，常用此法, 一般适用于哺乳类、鸟类、鱼类、昆虫和腹足类等动物种群数量的估计。
种群数量的变化
〖意义〗
研究种群数量变化的规律，不仅具有一定的理论意义，而且具有重大的实践意义。
（1）在水产养殖过程中，如果一次投放的幼苗过多或延迟捕捞，由于环境的负载能力有限，都不能达到增产的目的；相反，如果大肆捕捞，使鱼虾数量大为减少，降到K/2以下，种群往往要经过相当长的延滞期才能进入指数生长期，对生产极为不利。
（2）在害虫害兽防治方面的应用。
例如，许多地区常用投药灭鼠的方法，如果在一次行动中，毒杀了约一半的老鼠，而活下来的老鼠数量正相当于种群指数生长期K/2的数量，老鼠数量将迅速增加，很快就会恢复到原来的水平。显然，简单的投药灭鼠效果并不好，更为有效的方法是努力降低环境对老鼠的负载能力（K值），如严密封储粮食，清除生活垃圾，保护老鼠的天敌等，这样才能从根本上限制老鼠种群的数量。
（3）根据环境容纳量的概念有效指导对珍稀动物的保护和对草原的合理放牧。
珍稀动物是指自然生态系统中种群数量较小、面临生存危险的动物，生存环境的破坏和改变时其难以生存的根本原因。因此保护这些珍稀动物就必须从根本上保护其生存环境不受破坏和改变，使其更好地生长，提高动物的环境容纳量。
根据环境容纳量的定义分析，一定面积的草原所能承载的放牧量是一定的，过度放牧就会使环境的稳定性受到破坏，导致环境恶化，使环境容纳量进一步下降，所以放牧时应将放牧量控制在接近环境容纳量附近，这样既能充分利用草原资源，又不对草原造成过大压力。
构建种群增长模型的方法--数学模型
〖内容〗
用数学模型解释种群数量的变化：
种群增长的“J”型曲线；种群增长的“S”型曲线
〖作用〗
数学模型的作用
数学模型是联系实际问题与数学的桥梁，具有解释、判断、预测等重要功能，是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。
用数学模型解释种群数量的变化（“J”型曲线和“S”型曲线）
构建数学模型的一般步骤
〖内容〗
构建数学模型的一般步骤：
数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，构建数学模型一般包括以下步骤：
观察研究对象，提出问题 →提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学模型对事物的性质进行表达→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
在建构种群数学模型时，我们常用到两种模型：数学方程式和曲线图，其中曲线图能更直观地反映出种群数量的增长趋势。
种群增长的??“J”型曲线
〖内容〗
种群增长的“J”型曲线
在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群的数量往往会连续增长。
起始数量为，每年的增长率都保持不变，第二年的种群数量是第一年的λ倍，那么，一年后该种群的数量应为：

二年后该种群的数量应为：
t年后该种群的数量应为：
下图为种群增长“J”型曲线图：

〖关键特征〗
“J”型曲线的条件及模型
条件：食物、空间充裕，气候适宜，没有敌害等理想条件。
模型：
为该种群的起始数量，t为时间，表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量的倍数。
种群增长的??“S”型曲线
〖内容〗
种群增长的“S”型曲线：
在自然界中，环境条件是有限的，因此，种群不可能按照“J”型曲线无线增长。
当种群在一个有限的环境中增长时，随着种群密度的上升，个体间对有限的空间，食物和其他生活条件的种内竞争必将加剧，以该种群生物为食的捕食者的数量也会增加，这就会使这个种群的出生率降低，死亡率增高，从而使种群数量的增长率下降。
当种群数量达到环境条件所允许的最大值（以K表示）时，种群数量将停止增长，有时会在K值左右保持相对稳定。假定种群的增长率随着种群密度的增加而按一定的比例下降，种群数量达到K值以后保持稳定，那么，将种群的这种增长方式用坐标图表示出来，就会呈“S”型曲线（如下图）。

〖关键特征〗

1. “S”型曲线的条件及K值

（1）条件：有限的生存环境中，种群密度增大，引发种内竞争加剧。
（2）环境容纳量（K值）：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。
2.??“S”型曲线的特点：
（1）曲线上有一个渐近线（K值），即??“S”型增长曲线渐进于K值，但不会超过K值，即环境容纳量。
（2）曲线的变化时逐渐的、平滑的，而不是骤然的。
环境容纳量（K值）
〖定义〗
环境容纳量（K值）：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。
〖关键特征〗
在K值时，种群数量增长率为0，即出生率=死亡率，但种群数量达到最大。
〖实例〗
1.大草履虫种群增长曲线：
生态学家曾经做过这样一个实验：在0.5mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验．得出了如图所示的结果。从图可以看出:
大草履虫在这个实验环境条件下的最大种群数量是375个，这就是该实验种群的K值。

种群数量变化曲线的比较
〖内容〗
种群的数量变化曲线“J”型和“S”型曲线的比较：

图中，环境阻力代表自然选择的作用。农、林、牧业生产就是在这个范围内谋求产量的提高。
1. 前提条件
“J”型曲线：环境资源无限
“S”型曲线：环境资源有限
2. 种群增长率
“J”型曲线：保持稳定
“S”型曲线：随种群密度上升而下降
3. 有无K值
“J”型曲线：无K值，持续增长
“S”型曲线：有K值
两种增长方式的差异主要在于环境的阻力对种群数量增长的影响，即：
“J”型曲线“S”型曲线
环境阻力：是指在种群生长的环境中存在着的限制种群增长的因素。这些因素可能是有限的食物、废物的积累、环境条件的变化或是生物之间的相互作用（种内或种间）。
同一种群内部的影响（种群特征）
〖内容〗
同一种群内部的影响：即种群特征对种群数量的影响
种群具有生物个体所不具备的特征，如种群密度、出生率、死亡率、年龄组成和性别比例。
各个特征之间的影响如下图所示：

不同环境中，同一物种不同种群之间个体交流（迁入与迁出）
〖内容〗
不同环境中，同一物种不同种群之间个体交流——迁入与迁出

预测种群密度（种群数量）的变化趋势
〖内容〗
预测种群密度（种群数量）的变化趋势
首先依据的是年龄组成情况，其次是性别比例，由此推导预测出种群出生率和死亡率的关系，从而确定种群的变化趋势。
1.年龄组成对种群密度的影响及原因：
（1）增长型
种群特征：幼年个体数大于成年、老年个体数
引起变化的原因：产生个体数多于死亡个体数
种群密度：种群增长
（2）稳定型
种群特征：各年龄期个体数比例适中
引起变化的原因：产生个体数基本等于死亡个体数
种群密度：种群稳定
（3）衰退型
种群特征：幼年个体数小于成年、老年个体数
引起变化的原因：产生个体数少于死亡个体数
种群密度：种群下降
2.相同年龄组成情况下，性别比例对种群密度的影响及原因：
（1）各年龄阶段中雌雄个体数量相当
繁殖机会：雌雄个体就有充分的交配繁殖机会
出生率：决定了较高的出生率
种群密度：将逐渐增大
（2）雌多于雄或雄多于雌
繁殖机会：个体间交配繁殖机会较少
出生率：出生率低
种群密度：将逐渐减小
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
〖内容〗
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化：
一、实验原理
酵母菌可以用液体培养基来培养。培养基中酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关。我们可以以培养液中的酵母菌数量和时间为坐标轴做曲线，从而掌握酵母菌的种群数量变化情况。
二、注意事项
1.因酵母菌种群是培养在恒定容积的培养液中，故种群数量变化与自然界中的种群数量变化差异较大。
2.由于酵母菌是单细胞微生物，因此计数必须在显微镜下进行。
3.从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的正确性，减少误差。
4.计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。
5.本探究不需要设对照实验，也不用重复。
边缘效应
〖定义〗
边缘效应：在两个或多个群落间过渡地带，即群落交错区，如海陆交界的潮间带、河口湾、森林与草地或农田交界的地带，生物的种类和数量常比相邻群落中多，这种现象称为边缘效应。
生态位
〖定义〗
生态位：群落中每一个生物种所占据的小生境（住所）和它所执行的机能（职业）结合起来就叫做生态位（niche）。
〖涉及概念〗
1.优势种：不同生物种的生态位常常不同。据此可以把群落中的生物种划分成不同的群落成员型。凡是个体数量多、生物量大、覆盖地面的程度也大的生物叫做优势种
2.建群种：优势种中的最优势者，即盖度最大、生物量也最大、占有最大空间，并在建造群落、改造环境和在物质与能量交换中作用最突出的生物种叫做建群种。
群落的空间结构
〖内容〗
群落的空间结构：在生物群落中，各个种群占据了不同的空间，相对稳定了的生物群落其重要特征之一，是具有一定的空间结构。这种群落中各种生物在空间上的配置状况，即为群落的结构。群落的结构包括垂直结构和水平结构。
1.垂直结构：生物群落在垂直方向上具有明显的分层现象。
（1）植物的分层分布与光照强度有关。群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱。
（2）在高山植物群落中，不同海拔地带的植物呈垂直分布主要是受温度制约的。
（3）动物的分层与其食物、栖息场所等有关。可以说，群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象。
2.水平结构：在水平方向上，由于光照强度、地形、湿度等因素的影响，不同地段分布着不同的生物种群。
探究：土壤中小动物类群丰富度的研究
〖内容〗
探究：土壤中小动物类群丰富度的研究
一、实验原理：
土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些动物的良好栖息场所。研究土壤中动物类群的丰富度，操作简便，有助于理解群落的基本特征与结构。
演替
〖概念〗
演替：随着时间的推移，生物群落中一些物种侵入，另一些物种消失，群落组成和环境向一定方向产生有顺序的发展变化，称为演替。
〖关键特征〗
1.群落在物种组成上发生了变化；或者是在一定区域内一个群落被另一个群落逐步替代的过程。
2.演替现象一直存在，贯穿于整个群落发展的始终，是植物群落动态最重要的特征。其过程大多由植物群落的季节变化和逐年变化组成。是地表同一地段顺序地分布着各种不同植物群落的时间过程。
〖类型〗
演替类型：初生演替；次生演替
群落的演替过程
〖内容〗
群落的演替过程可人为地划分为三个阶段：
（1）侵入定居阶段（先锋群落阶段）。一些物种侵入裸地定居成功并改良了环境，为以后侵入的同种或异种物种创造有利条件。
（2）竞争平衡阶段。通过种内或种间竞争，优势物种定居并繁殖后代，劣势物种被排斥，相互竞争的过程达到相对平衡。
（3）相对稳定阶段。物种通过竞争平衡地进入协调进化，资源利用更为充分有效，群落结构更加完善，有比较固定的物种组成和数量比例，群落结构复杂、层次多。
〖时期〗
演替现象一直存在，贯穿于整个群落发展的始终。
〖原因〗
群落演替的主要原因
（1）环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，而对另一些物种生存产生不利影响；
（2）生物本身不断进行繁殖、迁徙；
（3）群落内部由于生命活动造成内部环境改变；
（4）种内和种间关系不断发生变化；
（5）人类活动的干扰。
生物群落的动态变化
〖内容〗
生物群落的动态变化：
群落动态变化的内在机理：生物与生物之间，生物与环境之间在相互作用过程中，生物??“改造”了环境，变化了的环境又反过来影响了生物的进化，影响了生物的自然选择过程。
在这种自然选择过程中一些物种的种群由于不适应环境而逐渐退出了历史的??“舞台”，其在群落中的位置会由其他物种的种群取而代之。年复一年，其他类型种群又由于不适应变化的环境又被更新型的种群代替，就这样发生了群落的演替。
由此可见，群落演替过程与生物整体进化过程是同步的，且是密不可分的。
初生演替和次生演替的区别
〖内容〗
初生演替和次生演替的区别：
1.初生演替一般来说比次生演替经历的时间要长。原因是初生演替所依托的基质和环境极为贫瘠和严酷，而次生演替的基质和环境是比较肥沃和温和的，而且还可能有原有的群落毁灭后留下来的大量有机质和生命胚种（如孢子、种子、部分生活着的器官等）。
2.两种群落演替类型的列表比较
（1）初生演替
A区别
①起点：在一从来没有过植被，或者原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方
②先锋群落：地衣植物等
③时间：经历时间漫长
④影响因素：自然因素
⑤实例：裸岩上的演替
B相同点
（2）次生演替
A区别
①起点：在原有植被虽已不存在，但是保留有土壤条件，甚至种子或其他繁殖体的地方
②先锋群落：一年生杂草为主
③时间：经历时间较短
④影响因素：人类活动较为关键
⑤实例：森林砍伐地、弃耕地上的演替
B相同点
①最终状态：达到相对稳定的森林群落状态
②需要条件：适宜的气候条件，没有人为因素干扰破坏
人类活动对群落演替的影响
〖内容〗
人类活动对群落演替的影响
1.人类活动往往是有目的、有意识地进行的，可以对生物之间、人类与其他生物之间以及生物与环境之间的相互关系加以控制，甚至可以改造或重建起新的关系；
2.人类可以砍伐森林、填湖造地、捕杀动物，也可以封山育林、治理沙漠、管理草原。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。
3. 外来物种的入侵。
（1）人类活动有时会有意或无意地将一种新的物种引入到某一群落之中。在适宜的条件下，这些脱离了原有生物之间相互作用关系的新物种往往会大肆扩散和蔓延开来，迅速成为优势种，打破原有群落的稳定性，危及已有物种特别是珍稀濒危物种的生存，造成生物多样性的丧失，对当地经济、社会造成巨大危害；
（2）与人类对环境的直接破坏不同，外来入侵物种对环境的破坏及对生态系统的威胁是长期的、持久的。当人类停止对某一环境的污染后，该环境一般会逐渐恢复，而当一种外来物种停止传入一个生态系统时，已传入的该物种个体并不会自动消失。由外来物种入侵导致的本地物种的灭绝往往是不可恢复的；
（3）我国目前已公布了外来入侵物种名单。1982年原产美国的松材线虫在南京中山陵附近首次发现传入我国，到2001年，已经在江苏、安徽等十多个省八十多个县（市）发现松材线虫危害，每年致死松树600多万株，造成的直接经济损失数十亿元。随着我国对外交流活动的不断增多，防止外来入侵生物的危害，已成为保护生态环境的一项重要而艰巨的任务。