种群数量的变化(优质课)_ppt

源的种群数量在 K/2 值处，可实现“既有较大
收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响 种群再生，符合可持续发展的原则。
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？
为了保护鱼类资源不受破 坏，并能持续地获得最大 捕鱼量，根据种群增长的 S型曲线，应使被捕鱼群 的种群数量保持在K／2水 平。这是因为在这个水平 上种群增长量最大 。
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。
1．显微镜计数时，对于压在小方格界
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？
高斯（1934）把5个大草履虫置于0.5mL的 培养液中，每隔24小时统计一次数据，经 过反复实验，结果如下：
请绘制大草履虫的种群增长曲线
大草履虫种群的增长
三 种群增长的“S”型曲线
在资源有限条件 下的情况下，种 群经过一定时间 的增长后，数量 趋于稳定的增长 曲线，称为“S” 型曲线
K值：环境容纳量
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
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
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（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 4 5 6 7 8 9 分裂次数 1 2 3 数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512
41
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。
4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标， 画出细菌的数量增长曲线。
细菌数量/ 个
曲线图与数学方程式比 较，有哪些优缺点？
曲线图： 直观，但不够精确 数学公式： 精确，但不够直观
20
40
60
80
100 120 140 160
时间/ 分钟
食物充足 空间充裕 环境适宜 没有天敌
资源无限 指数生长
实例一：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居， 他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一个世 纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫 山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植 被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤 病毒才使野兔的数量得到控制。
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/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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
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-1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？
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 当的数学形式对事物 的性质进行表达 通过进一步的实验或观 察等，对模型进行检验 或修正
种群数量以什么样的规律在增长? 如: 细胞每20min分裂一次 在食物和空间条件充裕、气候适宜、 没有敌害等条件下，细菌种群的增长 不会受种群密度增加的影响。
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。
四、种群数量的波动和下降
影响种群数量变化的因素
种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出 率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素， 都会引起种群数量的变化
环境因素 气候、食物、天敌、传染病等
种群的出生率、死亡率、迁出和迁入率
增或减
种群数量的变化
增长、波动、稳定、下降等
五、研究种群数量变化的意义
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”
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：
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？
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
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
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。
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。