《种群及其动态》思维导图

I. 种群的概念与特征

A. 种群的定义

• 基本概念: 一定区域内同种生物个体的总和。
• 强调: 占据特定空间、特定时间、同一物种。
• 区分: 与群落、生态系统的区别（不同层次）。

B. 种群的特征

• 数量特征（核心）:

  • 种群密度:
    • 定义: 单位面积或体积内的个体数量。
    • 计算方法: 样方法、标志重捕法等。
    • 影响因素: 环境资源、天敌数量、迁入迁出等。
    • 重要性: 直接反映种群大小。
  • 出生率和死亡率:
    • 定义: 单位时间内出生/死亡的个体数量占种群总数的比例。
    • 影响因素: 年龄结构、环境条件、资源供应等。
    • 关系: 出生率 > 死亡率，种群数量增长；出生率 < 死亡率，种群数量下降。
  • 迁入率和迁出率:
    • 定义: 单位时间内迁入/迁出的个体数量占种群总数的比例。
    • 影响因素: 环境吸引力、种群密度、资源分布等。
    • 关系: 迁入率 > 迁出率，种群数量增长；迁入率 < 迁出率，种群数量下降。
  • 年龄结构:
    • 类型: 增长型、稳定型、衰退型。
    • 含义: 不同年龄阶段的个体在种群中所占的比例。
    • 预测: 预测种群未来数量变化趋势。
  • 性别比例:
    • 含义: 种群中雄性和雌性的比例。
    • 影响: 影响种群的繁殖能力。
    • 应用: 人工控制种群数量（如害虫防治）。

• 空间特征:

  • 分布格局:
    • 类型: 均匀分布、随机分布、集群分布。
    • 影响因素: 资源分布、种间关系、环境条件。
    • 生态意义: 影响种群的利用资源效率和抵抗风险的能力。

II. 种群数量的变化

A. 增长模型

• “J”型增长曲线:
  • 条件: 食物充足、空间无限、气候适宜、没有天敌等理想状态。
  • 特点: 种群数量呈指数增长。
  • 公式: Nt = N0λt (λ>1)
  • 局限性: 现实中很少存在。
• “S”型增长曲线:
  • 条件: 资源和空间有限，存在环境阻力。
  • 特点: 种群数量先快速增长，后增长速率减慢，最后趋于稳定。
  • K值: 环境容纳量，种群所能达到的最大数量。
  • K/2: 种群增长速率最大的点，最佳捕捞量或资源利用量。
  • 影响因素: 环境资源、天敌、疾病、气候等。
  • 模型建立: 数学模型、图形模拟。

B. 种群数量的调节

• 内源性调节:
  • 作用机制: 种群内部的自身调节。
  • 表现: 领域行为、等级制度、内分泌变化、免疫反应等。
  • 结果: 抑制种群增长，维持相对稳定。
• 外源性调节:
  • 作用机制: 环境因素对种群的影响。
  • 环境因素: 气候、食物、天敌、疾病、人类活动等。
  • 影响: 改变出生率、死亡率、迁入率、迁出率。
• 反馈调节:
  • 负反馈: 种群数量增加，资源减少，种群增长受抑制。
  • 正反馈: 种群数量减少，繁殖机会减少，种群衰退加速。

C. 种群数量的周期性波动

• 原因:
  • 环境因素的周期性变化 (如季节性变化)。
  • 种间关系的相互作用 (如捕食者和被捕食者之间的关系)。
  • 种群自身调节的滞后效应。
• 实例: 候鸟迁徙，蝗虫周期性爆发，猞猁和雪兔的数量波动。
• 意义: 维持生态系统的稳定。

D. 人口增长

• 人口增长模式:
  • 与种群增长相似，受社会、经济、文化、教育等因素影响。
  • 人口金字塔: 反映人口年龄结构，预测未来人口变化趋势。
  • 影响因素: 医疗水平、生活水平、生育政策等。
• 人口增长对环境的影响:
  • 资源过度消耗: 水资源、土地资源、矿产资源等。
  • 环境污染: 空气污染、水污染、土壤污染等。
  • 生态破坏: 森林砍伐、湿地破坏、生物多样性减少等。
• 可持续发展:
  • 控制人口增长，提高人口素质。
  • 合理利用资源，减少环境污染。
  • 保护生态环境，维护生物多样性。

III. 种群的调查方法

A. 样方法

• 适用范围: 植物、活动能力弱的动物、昆虫的卵等。
• 步骤:
  1. 选取样方: 随机选取多个样方。
  2. 计数: 计数每个样方内的个体数量。
  3. 计算: 计算所有样方个体数量的平均值，估算种群密度。
• 注意事项: 样方大小适宜，随机取样，保证代表性。

B. 标志重捕法

• 适用范围: 活动能力强的动物。
• 步骤:
  1. 捕捉: 捕捉一定数量的个体，进行标记后放回。
  2. 重捕: 经过一段时间后，再次捕捉，统计标记个体数量。
  3. 计算: N = (M * n) / m (N: 种群数量, M: 标记个体数量, n: 重捕个体数量, m: 重捕个体中标记个体数量)
• 注意事项: 标记不能影响个体的正常活动，两次捕捉间隔时间适宜，种群数量在两次捕捉期间基本稳定。
• 适用性: 适用于封闭环境或种群数量变化不大的环境。

IV. 种群研究的意义

• 保护生物多样性: 了解濒危物种的种群数量，制定保护措施。
• 资源管理: 评估可再生资源(如渔业资源、森林资源)的潜力，制定可持续利用方案。
• 害虫防治: 了解害虫种群数量变化规律，制定有效的防治措施。
• 疾病控制: 了解传染病传播规律，制定预防和控制措施。
• 生态恢复: 评估生态系统恢复效果，制定修复方案。
• 理解生态系统功能: 种群是生态系统的重要组成部分，种群动态影响生态系统功能。