师：同学们，今天我们复习人教版选择性必修 2《生物与环境》的第一章“种群及其动态”。这本书主要围绕种群及其动态、群落及其演替、生态系统及其稳定性以及人与环境的内容展开。任何物种都不可能以单一个体生存繁衍，在一定空间范围内，同种生物所有个体形成的集合就是种群。第一章围绕种群密度、种群的其他数量特征、调查种群密度的方法、种群数量变化以及影响种群数量变化的因素展开。了解种群相关情况，对人类了解物种，特别是珍稀动植物的保护意义重大。这几年，我国陆续有国宝动物保护等级降低，很多珍稀动物重现。接下来我们一起观看新闻视频。
（播放新闻视频后）
师：像老鼠又像兔子，这个神奇的动物叫伊犁鼠兔，是中国特有的物种，数量比大熊猫还稀少，时隔 8 年再次出现。除了伊犁鼠兔，消失许久的圆鼻巨蜥、中华穿山甲、黄腹角雉、云猫等保护动物，这些年也陆续复出。这背后是中国生态环境在变好，珍稀异兽的归来正成为一种趋势。国宝大熊猫的全球圈养数量 10 年增加了 332 只，在野外，我国为大熊猫建了 67 个保护区，活动面积增加了一倍多。另外两种大猫的数量也在快速增长，十年间，野生东北虎、东北豹的数量翻了一倍。在东北虎豹国家公园，一半区域都有东北虎的活动踪迹。一只成年东北虎每年要吃掉 50 - 70 只有蹄类动物和若干小型猎物。作为食物链顶端的猎食者，它的生存状态是衡量当地生态环境的重要指标。所以，保护野生东北虎豹不只是保护单一物种，更是保护完整的食物链和我们赖以生存的环境。
这样的国家公园，中国还有 4 个，里面生活着大熊猫、海南长臂猿、金丝猴等众多国宝。公园内涵盖了 30% 的国家重点保护野生动植物种类，通过建立保护区和人工繁育等方式，过去 10 年里，普氏原羚增加了 2000 多只，朱鹮增加了 5700 多只，藏羚羊增加了 18 万只，300 多种珍稀、濒危野生动植物野外种群数量稳中有升。大熊猫、藏羚羊、雪豹等一批动物喜提“降阶”，这是对珍稀动物保护最好的嘉奖。从这份成绩单上，我们惊奇地看到，中国的生物多样性保护成效显著。联合国全球生物多样性展望报告中共提到中国 14 次，其中 13 次展示了中国在生物多样性保护方面的宝贵经验。从保护到共生，我们在用实际行动践行着“生态兴则文明兴”。
本章内容和珍稀动植物保护息息相关，主要有两个学习任务。第一个是运用种群数量特征的相关知识，通过种群密度的调查方法，确定珍稀动植物种群的保护等级。第二个是运用种群数量变化规律，了解相关影响因素，从而制定种群的保护措施。我们先来看学习任务一，如何运用种群数量特征的相关知识以及种群密度的调查方法来确定珍稀动植物的保护等级。
种群研究的中心问题就是种群的数量特征及其变化规律，而种群密度就是种群最基本的数量特征。种群密度不等于种群数量，而是单位面积或单位体积里的个体数。除了种群密度，种群还有其他数量特征。出生率和死亡率是单位时间内新产生或死亡的个体占种群总数的比值。人口增长率等于出生率减去死亡率。迁入率和迁出率是单位时间内迁入或迁出个体占总个体的比值。这两组数据可以直接决定种群密度。性别比例是种群中雌雄个体数目的比例，它可以通过影响种群的出生率，从而间接影响种群密度。需要注意的是，并不是所有种群都有性别比例，比如某些雌雄同株的植物就没有。而年龄结构是种群中各年龄期的个体数目的比值，可以通过影响种群的出生率和死亡率来预测种群数量的变化趋势。这就是这几个数量特征与种群密度的关系。
出生率、死亡率、迁入率、迁出率会直接影响种群密度。年龄结构通过影响出生率和死亡率影响种群密度，同时年龄结构也可以预测种群未来的数量发展趋势。而性别比例通过影响出生率来影响种群密度。
了解了种群数量特征之后，大家暂停并思考这道关于种群特征的题目：对种群特征的分析，正确的是（ ）
A. 种群最基本的数量特征是迁入率和迁出率
B. 种群数量在不断增长的过程中没有死亡率
C. 预测种群数量变化趋势主要依靠年龄结构
D. 任何种群中雌性和雄性的数量比都是 1 : 1
答案选 C，因为预测种群数量变化趋势主要依靠年龄结构。A 选项中，种群最基本的数量特征是种群密度，不是迁入迁出率。B 选项中，种群数量在增长过程中出生率大于死亡率，并非没有死亡率。D 选项中，不是任何种群中雌性和雄性的数量比都是 1 : 1，比如蜜蜂群体或者雌雄同株的植物就不是。
在濒危动物保护、农田杂草状况调查、害虫的监测和预报以及渔业捕捞强度的确定上，都需要对种群密度进行调查研究。那么有哪些调查方法呢？种群密度的调查方法大概可以分为三大类，第一类是逐个计数法，适用于分布范围比较小、个体比较大的种群。第二类是估算法，比如黑光灯诱捕法，适用于有趋光性的昆虫；样方法适用于植物、昆虫卵以及一些活动范围比较小的动物；标记重捕法适合活动能力强、范围大的动物。还有一些动物可以利用航拍法、红外触发相机，分析动物的粪便、标记它们的声音等等方法来调查它们的种群密度。
接下来我们详细回顾样方法和标记重捕法。
样方法首先需要随机取样，可以采用五点取样法或等距取样法，然后对样方的种群密度进行计数，最后求出所有样方种群密度的平均值。取样原则是随机取样，样方大小可根据调查对象的大小和分布情况而定，比如对于草本、灌木和乔木就可以选取不同面积的样方来进行调查。对于方形地块，可采用五点取样法；对于狭长地块，可用等距取样法。样方法在计数时，位于边界上的个体如何计数呢？比如这个样方里面红色代表蒲公英，绿色代表其他植物。计数时，只计数相邻两边及其夹角的个体数量，一般记上不计下，记左不计右。
大家来数一数这个样方里面有多少株蒲公英呢？没错，是 9 株。
标记重捕法的步骤，首先确定调查对象，然后捕获并标记一定数量的个体，这个数量记为 M。再把标记的个体放回到种群中，一段时间后重新捕获，并计算重新捕获后个体的总数 n 以及重新捕获后标记的个体数 m，最后就可以估算出种群的数量 N，计算公式为 N = M×n÷m 。
接下来判断一下以下的调查方法是否合适。
在护花米草这种外来入侵的种群中，不应该在相对集中的区域选择样方，而应该随机取样，所以这种方法错误。
样方法不合适用来调查运动能力较强的昆虫的种类数，所以错误。
在狭长的行道树种群中，应该采用等距取样法，而不是针对方形样方的五点取样法，所以错误。
调查身体微小、活动能力强的土壤小动物的数量，经常采用取样器取样法来进行采集和调查，所以用样方法错误。
黑光灯诱捕法可以用来调查趋光性昆虫的种群密度，所以正确。
接下来看这道题目，大家暂停并思考：
第一个问题，为保证调查可靠准确，选取样方时需要注意什么？首先一定要随机取样，接下来要注意确定样方大小，然后确定样方数量。
第二个问题，调查区域总面积为 S，样方面积为 m，样方内平均个体数为 n，那么该区域有多少个样方？面积大小的区域样方数就是总面积 S 除以 m 个，每个样方平均种群个数为 n，再乘以 n，所以种群数量为 S÷m×n 。与标记重捕法相比，用空中拍照技术误差会更小，准确度会更高，并且操作更便捷，也避免资源浪费。