种群数量的变化_ppt.ppt

气候适宜 食物充足 空间充裕 外无天敌
人口增长也会如此吗？
理想条件下的种群增长模型
实例三
世界人口的指数增长曲线
理想条件下的种群增长模型
实例四
J型增长的数学模型
★模型假设：在食物和空间 条件充裕、气候适宜、敌害 等条件下，种群的数量每年 以一定的倍数增长，第二年 的数量是第一年的λ倍。 ★建立模型：t年后种群数量为：
1．实验原理 (1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增 长受培养液的成分、空间、 pH 、温度等因 素的影响。 (2) 在理想的无限环境中，酵母菌种群 的增长呈“ J” 型曲线；在有限的环境下， 酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
理想条件下的种群增长模型 实例二
种群迁入一个新环境后， 常常在一定时期内出现 “J”型增长。例如，在 20世纪30年代时，人们 将环颈雉引入到美国的 一个岛屿，在1937～ 1942年期间，这个环颈 雉种群的增长大致符合 “J”型曲线（右图）。
二．种群增长的“Ｊ”型曲线
自然界确有类似的 细菌，在理想条件 下种群数量的增长 会如图中J型曲线增 长。其理想条件是 什么？
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种群数量的波动和下降
大多数种群的数量总是在波动之中的，
东亚飞蝗种群数量的波动
（1）影响种群数量变化的因素： A.内部/直接因素：出生（死亡）率、迁入（出）率、年龄 组成、性别比例。B.自然/间接因素：空间、气候、食物、 天敌、传染病、自然灾害等。C.人为/重要因素：对野生生 物的乱捕滥猎、对种群数量的人工控制等。 （2）种群数量变化的类型：增长，稳定，波动、下降等。 （3）影响结果：大多数种群的数量总是在波动之中，在不 利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。
种群增长的“Ｓ”型曲线 ①产生条件：存在环境阻力：
自然条件（现实状态）——食物等资源和 空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食 者数量不断增加。导致该种群的出生率降低， 死亡率增高．
当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，
有时会稳定在一定的水平．
②增长特点：
种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后， 将停止增长并在K值左右保持相对稳定。
增长结束，这是生态因素
S型 曲线
时间
和物种本身相互影响的结果
用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线
“J”型曲线表明生 物具有什么特性？ 图中阴影部分表示 什么？
种 J型 群 数 曲线 量 K值
S型 曲线
时间
1、“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物具 有过度繁殖的特性。 2、图中阴影部分表示：环境阻力，种群密度 越大 环境阻力越大 3、用达尔文的观点分析指：通过生存斗争被 淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。
2、n代细菌数量的计算公式？
Nn＝1×２n
种群的研究核心就是种群的数量变动
为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律， 数学模型建构是常用的方法之一。
用来描述一个系统或它的性质的数学形式 数学方程式法 坐标曲线法 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
建构种群增长模型的方法
建立数学模型一般包括以下步骤：
K/2的应用 ②有害生物防治：务必及时控制
K/2
种群数量，严防达K/2值处(若达K/2
值处，可导致该有害生物成灾，如
蝗虫的防控)
思考
怎样做才是最有效的灭鼠措施？
同一种群的K值不是固定不变的，会受到 环境的影响
提示：从环境容纳量的角度思考，可以采取措 施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物 储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源； 室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴 的场所；养殖或释放它们的天敌等
K
K/2
种 群 数 量 “S” 型 增 长 曲 线
（种群数量）
D: 出生率＝死亡率，即 种群数量处于K值。 B: 出生率与死亡率之差 最大，即种群数量处于 K/2值。
种 群 数 量 增 长 率
时间
种群增长的“Ｓ”型曲线 ④在生产中的应用
种群增长曲线的生产生活中的应用：
①有害动物的防治，应通过降低其环境容纳量
环境阻力
种群密度越大环境阻力越大
问题：
“J”型增长能一直持续下去吗？ 存在环境阻力———
自然界的资源和空间总是有限的；种内竞争就 会加剧；捕食者增加。 当种群数量增加到一定阶段时，种群数量就会 稳定在一定的水平。
思考：在自然界中，种群增长的“J”型
曲线应该从哪些方面进行修正呢？
高斯对大草履虫种群研究的实验
种群增长的“Ｓ”型曲线
③种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系
d
K/2
e
g
c b 甲 f
t0 t1
a
h
t2
乙
⑴图乙的fg段相当于图甲的ac段 ⑵图乙的g点相当于图甲的c点 ⑶图乙的gh段相当于图甲的cd段 ⑷图乙的 h点相当于图甲的de段 29
种群数量变化： 在K值时达到最大 增长速率变化：
0—K/2时逐渐增大 K/2 —K时逐渐减小 在 K/2时达到最大 在K时增长速率为0
Nt = N0 λt
★模型中各参数的意义： N0为某种动物种群的起 始数量，t为时间， Nt表示t年后该种群的数量，λ 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。
二、种群增长的“J”型曲线
①产生条件： 理想状态——食物充足，空间不限， 环境适宜，没有天敌等； ②增长特点： 种群数量每年以一定的倍数增长， 第二年是第一年的λ倍。 ③量的计算：t年后种群的数量为
大肠杆菌的分裂生殖(二分裂)
问题探讨
在营养和生存空间没 有限制的情况下，某 种细菌每20min就通 过分裂繁殖一代
一、建构种群增长模型
在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个 细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论： 1、72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数 量是多少？ 解：n＝ 60min x72h／20min＝216 Nn＝2216
K/2
②受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖 息环境，提高K值。
③生产上的捕获期应确定在种群数量略比K/2多 时最好；而杀虫效果最好的时期在潜伏期（ K/2 以下）。
K/2的应用
K/2
①资源开发与利用：种群数量达环境容纳
量的一半时种群增长速率最大，再生能力最强
—— 把握 K/2 值处黄金开发点，维持被开发资源
1、为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导 。
既要使生物资源的产量达到最大，又不危害生物资源的可持续发 展，砍伐、捕捞、狩猎后，保证种群的增长速率为最大值。
2、为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、 采伐等提供理论指导。 3、通过研究种群数量变动规律，为有害生物的预测及防 治提供科学依据。

K值：环境容纳量
减速期，增长缓慢
稳定期，增 长速率为零
环境容纳量: 在环境条件不受破坏 转折期，增 K/2· 长速率最快 的情况下，一定空间 中所能维持的种群最 大数量称为环境容纳 加速期，个体数量增加，增长加速 量，又称K值。
调整期，个体数量较少增长缓慢
1.同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。 2.N≈K／2，此时种群增长速度最快，可提供的资 源数量也最多 ，而又不影响资源的再生。
降低环境的负荷量（K值）。如鼠害防治可通过严密封存粮食、 清除生活垃圾、保护老鼠的天敌等措施来降低K值。
4、为引进外来物种提供理性的思考。
必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害，即是 否会构成生物入侵。
云 豹 的 保 护
苍鹭的保护 救 护 被 困 的 鲸 鱼
野猪的保护
全力防蝗减灾
探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”
Nt＝10×（1+1％）
2006-2001
问题探讨 3
在一个培养基中，细菌的数量会一直 按照这个公式增长吗？ 如何验证你的观点？
细菌的数量不会一直按照这个公式增长， 因为培养基中的营养成分和空间有限，当 细菌数量达到一定量时，细菌种群出现生 存斗争。 可用实验计数法验证。
、
在大自然中
食物有限 空间有限 种内斗争 种间竞争 天敌捕食
Nt=N0λt
（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数 量，λ为年均增长率）
④适用情形： 实验室条件下、当一个种群刚迁入 到一个新的适宜环境时的最初一段时间
⑤ 种群数量变化图像：
⑥ 种群增长率变化图像：
计算：
某一地区2001年人口普查时有10万人，2002 年比2001年增长1％。请预测，按照此生长速 度，2006年该地区的人口将有多少？
为了保护鱼类资源不受破坏，并能持 续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群 的种群数量保持在什么水平?为什么？
怎样建构种群数量增长的模型？ 种群的数量是怎样变化的？ 什么是环境容纳量？ 影响种群数量变化的因素有哪些？
思考
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
的数量变化是怎样的呢？
思考
怎样做才是保护大熊猫的根本措施？ 建立自然保护 区，改善大熊 猫的栖息环境， 提高环境容纳 量。
总结
K值是环境最大 容纳量。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,其 潜力有一定限制。
比较种群增长两种曲线的联系与区别
前提条件 种群增长率 有无K值 J型曲线 环境资源无限 保持稳定 无， 持续保持增长 S型曲线 环境资源有限 先升后降 有K值
列出表格，根据表格画曲线，推导公式。
N代表细菌数量，n表示第几代
Nn＝２n
观察、统计细菌的数量，对自己所建 立的模型进行检验或修正
一、建构种群增长模型的方法
3、填写下表：计算一个细菌在不同时间 （单位为min）产生后代的数量
时间
20 40 60 80 100 120 140 160 180 （min) 4 5 1 2 3 6 7 8 9 分裂次数 2 4 8 16 32 64 128 256 512 数量（个）