师：同学们好，今天咱们一起来学习高中生物人教版选择性必修2第一章第三节影响种群数量变化因素这一节的内容。
首先，咱们来看一则问题探讨。“离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不尽，春风吹又生。”我国北方的原野上，每到春夏季节，草本植物数量会迅速增长，而到秋冬季节，数量则呈相反变化。那么，导致这些植物种群数量出现季节性变化的主要因素是什么呢？
生：阳光、温度、水等非生物因素。
师：非常正确。接下来，咱们再思考，这些植物种群数量发生变化，对当地的动物种群有没有影响呢？咱们来看一条食物链，植食动物以植物为食，肉食动物以植食性动物为食。当植物种群数量变化时，后边动物的出生率和死亡率也会受到影响，进而导致其种群数目发生变化。所以，从这些例子可以看出，种群的数量变化既受到非生物因素的影响，也会受到生物因素的影响。那接下来，咱们就来看一看这些因素。
咱们先看非生物因素。在这个表格里，显示的是某地人工柳树林中，林下几种草本植物的种群密度随林木郁闭度变化的调查数据。这里解释一下郁闭度这个概念，它其实就是树冠层遮蔽地面的程度。大家看PPT，左图的郁闭度明显比较大，右图的郁闭度相对较小。这些郁闭度的变化会影响林下生物的生长情况，咱们一起来看看数据。第一行是郁闭度，郁闭度逐渐升高，后边是三种植物，包括一年蓬、加拿大一枝黄花和刺儿菜，它们的种群数量也发生了一定变化。那么，影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么呢？
生：阳光。
师：对。接下来，咱们再观察，在同样的非生物因素影响下，刺儿菜的变化趋势是先升高后降低，而一年蓬和加拿大一枝黄花的数量呈持续下降，数值有较大差异。大家觉得这是为什么呢？
生：因为不同植物对光照条件的适应性有差异。
师：非常好。下边咱们再思考，除了阳光这个因素，种群数量的变化还受到哪些非生物因素的影响呢？大家可以想想关于植物的，比如说温度、水等。咱们来归纳一下，在自然界中，种群数量的变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响，那么这些因素是怎样发挥作用的呢？咱们看它的作用机理，比如说阳光。举个例子，在森林中，林下植物的种群密度主要取决于林冠的郁闭度，郁闭度跟什么有关呢？
生：光照。
师：对，光照会影响植物的光合作用。接下来看温度，在寒带和温寒带地区，许多植物种子在春季萌发，为什么会在春季萌发呢？
生：受到气温升高的影响。
师：那蚊类等昆虫在寒冷季节到来之前一般会死亡，又是为什么呢？
生：受到气温下降的影响。
师：没错。再看水，干旱缺水会使许多动植物的死亡率升高，这是为什么呢？
生：因为水是细胞内许多生化反应参与的必要物质。
师：很好。气候干旱还可以使东亚飞蝗的种群数目呈爆发式增长，为什么会这样呢？
生：因为土壤的湿度、含水量可以影响蝗虫产卵和孵化，同时也会提升它的天敌青蛙等的死亡率。
师：大家想一想，在某种条件下，这些非生物因素是不是一定孤立地单独起作用呢？
生：不是，非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
师：非常对。比如说春夏时节，动植物的种群数量会普遍增长，这不仅跟气温升高有关，日照延长、降水增多也是重要原因。而对于动物来说，食物的日益充足也是导致种群数量增长的一个重要因素。既然提到了食物，那就不仅仅是非生物因素了，这说明生物因素也会影响种群数目的变化。
下边咱们看生物因素，先看种群内部的生物因素。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，这说明种群数量变化会受到种群内部生物因素的影响。从种群外部，物种之间来看呢？同样，咱们看一则材料，生态学家高斯做了一个很著名的实验，他选用了两种形态和习性上很接近的草履虫进行实验。首先，他取了数目相等的双小核草履虫和大草履虫，这两种生物以一种杆菌为食，放在容器中培养。结果发现，与单独培养不同，混合培养开始后，双小核草履虫和大草履虫一开始数量都增加。但到了一定程度后，双小核草履虫的数量继续增加并保持稳定，而大草履虫的种群数目明显下降，最终完全消失。经过高斯的研究，发现这两种草履虫都没有分泌能够杀死对方的物质。各位同学想一想，我们如何解释这个结果呢？
生：从种间关系来讲，这两种草履虫是竞争关系，竞争能力弱的种群数量会不断下降。
师：非常好。接下来咱们再看资料二，生活在加拿大北方森林中的猞猁会捕食雪兔，科学家经过九十多年研究它们的数量变化并做好记录，大家观察这两条曲线，是不是有些规律可循，呈现一种同步周期性。大家想一想，为什么猞猁和雪兔的种群变化会呈现这种周期性呢？
生：从种间关系来讲，猞猁和雪兔是捕食与被捕食的关系。
师：对，如果作为猎物的雪兔种群数量上升，猞猁食物充足，那么猞猁的出生率上升，死亡率下降，数目就会上升；反之，如果雪兔数量下降，猞猁因为食物匮乏，它的出生率下降，死亡率上升，数目也会下降。咱们再来分析一下，对于猞猁和雪兔种群数量变化，哪个是因，哪个是果呢？如果把猞猁增多当因，那么造成的结果是什么呢？
生：大量捕食雪兔，雪兔减少。
师：雪兔减少又会造成什么影响呢？
生：猞猁食物匮乏，导致猞猁减少。
师：所以，从这个关系分析，两者的种群数量其实是相互影响的。从因果关系上来说，它们属于循环因果，既是果又变因，又变果又变因。下边咱们再思考，除猞猁外，影响雪兔种群数量变动的还有没有其他因素呢？
生：有，比如是否有其他竞争者捕食雪兔，食物资源是否有限，还有气候条件等。
师：非常好。所以，关于种群外部的生物因素，也就是物种之间的关系，第一是捕食，除了顶级的捕食者外，每种动植物都可能是其他某种生物的捕食对象，每种动物都必须以其他生物为食，如果食物匮乏，动物种群就会出现出生率降低，死亡率升高的现象。接下来看种间竞争，森林中不同的植物会竞争什么呢？