种群生态学种群的增长模型
种群增长的三个模型
种群增长的三个模型一、引言种群增长是生态学中的重要研究领域，对于了解生物群体的数量和结构变化、探究物种在自然环境中的适应性和竞争性等具有重要意义。
在研究种群增长过程中，学者们提出了多个模型，以便更好地解释和预测种群数量变化。
本文将介绍三个经典的种群增长模型：指数增长模型、对数增长模型和S形曲线增长模型，并探讨它们在实际应用中的意义。
一、指数增长模型的概述指数增长模型作为一种基础的种群增长模型，其基本假设在于环境资源充足、个体间无竞争、出生率和死亡率保持恒定。
在这种理想条件下，一个物种的数量会以指数级速度增长。
然而，在现实的自然环境中，这种理想条件往往难以实现。
因此，指数增长模型在实际应用中，更多地被用于描述短期内资源丰富、无竞争压力下物种数量变化的情况，如某些繁殖周期短、繁殖率高的昆虫。
二、对数增长模型的提出对数增长模型是对指数增长模型的一种修正和拓展。
它考虑到了资源有限和种群间的竞争因素。
在對数增长模型中，种群数量的增长速率随着数量的增加而逐渐减缓，最终趋于稳定。
相较于指数增长模型，对数增长模型在描述实际种群数量变化时更为准确。
例如，在资源有限且个体间存在竞争压力的情况下，种群数量会逐渐达到一个稳定值，这个稳定值被称为种群的容量极限。
三、S形曲线增长模型的综合特点S形曲线增长模型是一种更复杂且更符合实际情况下种群增长规律的模型。
它融合了指数增长模型和对数增长模型的特点，同时考虑了环境因素、竞争压力以及其他影响因素。
S形曲线增长模型最早由人口学家托马斯·马尔萨斯提出，后在生态学领域得到广泛应用。
四、S形曲线增长模型的应用价值S形曲线增长模型描述了一个物种在资源有限且存在竞争时，从指数生长逐渐过渡到饱和状态，并最终趋于稳定的过程。
这种增长模型在描述人类和其他大型哺乳动物种群的数量变化时非常有用。
通过对S 形曲线增长模型的研究，我们可以更好地了解生物种群在自然界中的生长规律，为生态环境保护、资源利用和人口管理等领域提供理论依据。
生态学-种群增长
3.4 种群的逻辑斯谛增长
(在有限环境中世代连续性生长模型)–续2 意义： ●它是许多相互作用种群增长模型的基础。 ●是渔捞、林业、农业等实践领域中确定最 大持续产量的主要模型。 ●模型中r, K两个参数已成为生物进化对策 理论中的重要概念。
3.4 种群的逻辑斯谛增长
(在有限环境中世代连续性生长模型)–续3
3.2 种群的几何级数增长
(世代离散性生长模型)-续3
讨论:
种群数量Nt+1决定于R0、Nt;而R0往往是不恒定的。 除上述讨论的与种群密度有关外,在自然界还与天 敌气候等相关,组成函数R0=f(x),然后代入方程Nt+1 = R0Nt, 组成一个复杂的预测模型。
3.3 种群的指数增长
(无限环境中世代连续性生长模型)
3.2 种群的几何级数增长
(世代离散性生长模型)-续2
B. R0随种群密度变化时 种群密度高时,因食物短缺流行病等, 死亡率增大, 种群密度与繁殖速率存在负的直线相关。 R0=1-B(N-Neq) N:种群实际观察密度; Neq:种群平衡密度 N-Neq=Z: 对平衡密度的偏离; B:直线斜率 所以: Nt+1 = R0Nt=(1-BZ)Nt
应具备: 第一:具有稳定的年龄分布; 第二:对种群密度测定有恰好的单位; 第三:每个体增长率与种群大小存在线性关系; 第四:种群密度对增长率的影响是瞬时作用,不存在 时滞效应。
3.5 对种群增长模型的修正
◆时滞(time lag)效应 A. 离散型有时滞的模型 Nt+1 = R0Nt=(1-BZt-1)Nt 即用t-1(上一代)的Z值, 不用当代Z值 B. 逻辑斯谛生长的时滞模型
实例：一般细菌的生殖是简单的分裂生
殖,假如从一个细菌开始生殖形成一个种群, 则分裂n次后,该种群的个体数为： N=2n
第五章种群增长解读
我们的注意力应首先集中于数学模型中各个量的
生物学意义，而不是其数学推导细节，否则就会
出现只见“数目” ，不见“森林”的危险。
一、种群的离散增长模型（差分方程）
增长率不变的离散增长模型
增长率随种群大小而变化的离散增长模型
（一）增长率不变的离散增长模型
模型的假设： 1）种群增长是无界的； 2）世代不重叠； 3）没有迁入、迁出； 4）没有年龄结构。
种群几何级数（指数）增长模型
N1 = N0 λ1; N2= N0λ N3 = N0 λ3
2
初始种群数 量
世代数
Nt＋1 = Ntλ
t+1世代的种 群数量
Nt = N0λ长率 (世代增长率)
模型的参数λ：
1： 种群上升；
λ>
λ
0
= 1：
种群稳定；
<λ< 1： 种群下降； 0： 种群在下一世代灭亡。
增长模型（微分方程）
增长率不变的连续增长模型
增长率随种群大小而变化的连续增长模型
增长率不变的连续增长模型
模型的假设：
1）种群增长是无界的；
2）世代有重叠，种群数量以连续的方式改变；
3）没有迁入、迁出；
4）没有年龄结构。
种群的指数增长模型
种群 变化率
瞬时增长率 初始时的种 群个体数量
瞬时增长率 (每员增长率)
为种群可利用的最大容纳量空间中还“剩余”的、可供种 群继续增长用的空间(或机会)。
对修正项（1－N/K）的分析
对修正项（1－N/K）的分析：
如果种群数量N趋于零，那么(1－N/K)项就逼近于1，这 表示几乎全部K空间尚末被利用，种群接近于指数增长， 或种群潜在的最大增长能充分地实现。 如果种群数量N趋向于K，那么(1－N/K)项就逼近于零， 这表示几乎全部K空间已被利用，种群潜在的最大增长不 能实现。 当种群数量N，由零逐渐地增加到K，(1－N/K)项则由1逐 渐地下降为零，这表示种群增长的“剩余空间”逐渐变小， 种群潜在最大增长的可实现程度逐渐降低；并且，种群数 量每增加一个个体，这种抑制性定量就是l/K。这种抑制 性影响称为拥挤效应或环境阻力。
简述种群增长的逻辑斯谛模型及其主要参数的生物学意义
简述种群增长的逻辑斯谛模型及其主要参数的生物学意义在一定条件下，生物种群增长并不是按几何级数无限增长的。
即开始增长速度快，随后速度慢直至停止增长（只是就某一值产生波动），这种增长曲线大致呈“S”型，这就是统称的逻辑斯谛（Logistic）增长模型。
意义当一个物种迁入到一个新生态系统中后,其数量会发生变化.假设该物种的起始数量小于环境的最大容纳量,则数量会增长.增长方式有以下两种：（1） J型增长若该物种在此生态系统中无天敌,且食物空间等资源充足(理想环境),则增长函数为N(t)=n(p^t).其中,N(t)为第t年的种群数量,t为时间,p为每年的增长率(大于1).图象形似J形。
（2） S型增长若该物种在此生态系统中有天敌,食物空间等资源也不充足(非理想环境),则增长函数满足逻辑斯谛方程。
图象形似S形.逻辑斯谛增长模型的生物学意义和局限性逻辑斯谛增长模型考虑了环境阻力，但在种群数量较小时未考虑随机事件的影响。
比较种群指数增长模型和逻辑斯谛增长模型指数型就是通常所说的J型增长，是指在理想条件下，一个物种种群数目所呈现的趋势模型，但其要求食物充足，空间丰富，无中间斗争的情况，通常是在自然界中不存在的，当然，科学家为了模拟生物的J型增长，会在实验室中模拟理想环境，不过仅限于较为简单的种群（如细菌等）逻辑斯谛型是指通常所说的S型曲线，其增长通常分为五个时期1.开始期，由于种群个体数很少，密度增长缓慢。
2.加速期，随个体数增加，密度增长加快。
3.转折期，当个体数达到饱和密度一半（K/2),密度增长最快。
4.减速期，个体数超过密度一半（K/2)后，增长变慢。
5.饱和期，种群个体数达到K值而饱和自然界中大部分种群符合这个规律，刚开始，由于种群密度小，增长会较为缓慢，而后由于种群数量增多而环境适宜，会呈现J型的趋势，但随着熟练进一步增多，聚会出现种类斗争种间竞争的现象，死亡率会加大，出生率会逐渐与死亡率趋于相等，种群增长率会趋于0，此时达到环境最大限度，即K值，会以此形式达到动态平衡而持续下去。
维尔赫斯特 logistic模型
维尔赫斯特logistic模型全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：维尔赫斯特(logistic)模型是一种用于描述生物种群增长的数学模型。
此模型是由比利时数学家皮埃尔·弗朗茨·韦尔沃尔根(Volterra)和意大利数学家维托·维尔赫斯特(Verhulst)共同研究建立的。
维尔赫斯特(logistic)模型是一种基于增长率随种群密度而变化的模型。
该模型假设种群的增长速率与种群规模成正比，但也受到资源有限和环境压力等因素的影响。
在初始阶段，种群增长速率加快，但随着种群密度的增加，增长速率逐渐减缓，最终趋于稳定。
这种种群增长的S形曲线被称为logistic曲线。
维尔赫斯特(logistic)模型的数学表达式可以用如下的微分方程形式表示：\frac{dN}{dt} = rN\left(1-\frac{N}{K}\right)N表示种群数量，t表示时间，r表示最大增长速率，K表示环境的容纳能力。
当种群数量接近K时，增长速率会逐渐减缓，并最终趋于稳定。
维尔赫斯特(logistic)模型在生态学、经济学和人口学等领域中有着广泛的应用。
在生态学中，该模型可以用来描述种群的增长过程和竞争关系。
在经济学中，该模型可以用来描述市场需求和供给之间的关系。
在人口学中，该模型可以用来预测人口增长和资源的分配等。
维尔赫斯特(logistic)模型也存在一些局限性。
该模型假设环境对种群增长的影响是恒定的，而实际情况中，环境因素可能会受到各种因素的影响而发生变化。
该模型也没有考虑到种群内部的个体差异和随机性，从而影响了模型的准确性和适用性。
第二篇示例：维尔赫斯特(logistic)模型是一种用于描绘人口增长或其他现象的模型，在生态学、经济学、社会学等领域广泛应用。
该模型由比利时数学家皮埃尔-弗朗索瓦·维尔赫斯特(Pierre-François Verhulst)于1838年提出，被许多科学家借鉴和发展。
种群连续增长模型积分式推导
种群连续增长模型积分式推导种群连续增长模型积分式推导1.引言在生物学和生态学中，种群的规模是一个关键的研究对象。
种群连续增长模型是一种数学模型，用于描述种群规模随时间的变化。
本文将介绍一种常见的种群连续增长模型，即基于微分方程的种群增长模型，同时将使用积分式对其进行推导和解释。
2.微分方程描述的种群增长模型在种群生态学中，常用的描述种群增长的微分方程模型是Verhulst模型，也称为Logistic增长模型。
Verhulst模型考虑了种群的内部和外部因素对种群规模的影响，并具有以下形式：dN/dt = rN(1 - N/K)其中，dN/dt表示时间t上种群规模N的变化率，r代表种群的固有增长率，K是种群的环境容量。
3.积分式推导为了求解Verhulst模型，我们将其转化为积分式，并对其进行推导。
我们可以将上述微分方程稍作改写，得到：dN / N(1 - N/K) = rdt。
对上式两边同时进行积分操作，得到∫dN / N(1 - N/K) = ∫rdt此时，我们需要使用换元法，设u = 1 - N/K，则有dN = -Kdu，并将其代入原方程，得到：∫du / (u(1 - u)) = -∫rKdt上述第一个积分可以通过分解为部分分式的形式进行解，最后得到：ln|u| - ln|1 - u| = -rt + C其中，C是积分常数。
将u的值替换回原来的变量N，得到：ln|N/ (K - N)| = rt + C4.模型解释和个人观点从上述推导可以看出，种群的规模随时间的变化是通过积分式来描述的。
这种积分式的推导不仅使我们能够理解种群连续增长模型的基本原理，还可以提供一种更全面、深刻和灵活的理解方式。
对于Verhulst模型，我们可以从几个方面来解释和理解它。
模型中的固有增长率r表示种群在没有外部限制或干扰的情况下的增长速率。
当种群规模逼近环境容量K时，种群的增长速率将逐渐减缓，直至趋于稳定状态。
这种饱和增长模式在实际生态系统中是非常普遍的。
简述种群增长的逻辑斯谛模型及其主要参数的生物学意义
简述种群增长的逻辑斯谛模型及其主要参数的生物学意义种群增长的逻辑斯谛模型是一种描述物种生长的统计模型。
它基于两个关键假设：一是种群的增长率取决于种群数量，二是种群的增长率会随着种群数量的增加而减缓。
这个模型可以通过几个主要参数来描述，包括种群增长率、最大种群容量和饱和度。
种群增长率是指单位时间内种群数量的平均增加量。
在逻辑斯谛模型中，种群增长率通常被表示为种群数量与最大种群容量的差异的函数。
当种群数量接近零时，增长率接近最大增长率，随着种群数量的增加，增长率逐渐减缓，最终趋近于零。
这种模型反映了种群增长受到资源限制的生物学过程。
最大种群容量是指在给定环境条件下，种群可以达到的最大数量。
在逻辑斯谛模型中，最大种群容量是一个重要的参数，它代表了生态系统承载能力的上限。
当种群数量逐渐接近最大种群容量时，资源变得越来越有限，种群增长率受到阻碍，从而导致增长率减缓。
饱和度是指种群数量与最大种群容量之间的比值。
它是种群增长动力学的关键指标之一，用来描述种群数量相对于最大种群容量的相对大小。
当饱和度接近零时，种群数量较小，增长率较高；当饱和度接近于1时，种群数量接近最大种群容量，增长率趋近于零。
饱和度反映了种群增长受到资源限制的程度。
逻辑斯谛模型的主要参数具有生物学意义。
首先，最大种群容量可以反映生态系统的承载能力。
当最大种群容量较小时，表明这个生态系统的资源供应有限，种群数量不太可能达到很大；而当最大种群容量较大时，表明这个生态系统的资源供应相对充足，种群数量有较大的增长潜力。
其次，种群增长率是解释种群数量动态变化的重要指标。
当种群数量远离最大种群容量时，增长率较高，种群数量有较大的增长潜力；当种群数量接近最大种群容量时，增长率减缓，种群数量达到动态平衡。
这提醒我们要关注种群数量变化的趋势，及时采取措施来调节种群数量。
最后，饱和度是评估种群数量相对于最大种群容量的相对大小的重要参数。
饱和度越高，种群数量接近最大种群容量，资源供应越有限，增长率减缓；饱和度越低，则种群数量较小，资源供应相对充足，增长率较高。
生态学第05章 种群增长
第五章 种群增长种群数量大小和增长速度是种群生态学中的重要问题，也是社会极为关切的问题。
种群增长模型即是以数学模型定量描述种群数量的动态变化，重点是探讨哪些因素决定种群大小，哪些参数决定种群对自然和人为干扰的反应速度。
§1. 非密度制约的种群增长种群在“无限”的环境中，即假定环境中空间、食物等资源是无限的，因而种群数量的增长不受种群密度的限制，即非密度制约性增长（density-independent growth ），这类种群的增长呈指数增长（exponential growth ）。
在数学表达上，指数增长又与世代重叠与否有关，世代不重叠的种群增长为离散型增长，以差分方程描述，而世代重叠的种群增长为连续型增长，以微分方程描述。
一、世代不重叠种群的离散型指数增长模型假设：①种群增长是无限的；②世代不重叠；③没有迁出与迁入；④不具年龄结构，即各年龄组的出生率与死亡率均视为相等。
以N 表示种群数目（大小、密度），t 表示世代时间，λ表示周限增长率（即指种群在一个世代时间内的增长率）。
则 N t+1=λN 或 N t = N 0λt当λ>1时, N t+1 > N t , 种群增长；λ=1时，N t+1 = N t , 种群稳定；0<λ<1时，N t+1 < N t , 种群下降；λ= 0时，N t+1= 0，下一代灭绝。
二、世代重叠种群的连续型指数增长模型假设：①种群增长是无限的；②世代重叠；③没有迁入和迁出；④不具年龄结构（各年龄组出生率、死亡率均相等）。
r 为瞬时增长率（每员增长率或内禀自然增长率）：既不随时间而变化，又不受种群密度的影响，其最大值r m 是物种固有的受遗传特性控制的生殖潜能。
则：,1r d t dN N =即⎰⎰+=c r d t dN N 1当 t = 0 时，N o = e c ·c r · o = e c所以 N t = N o e r t当 r > 0时，N t > N o ，种群增长； ,ln c rt N rN dtdN t +==rtc c rt t e e eN ⋅==+r = 0时，N t = N o ，种群稳定；r < 0时，N t < N o ，种群下降。
种群增长的S型曲线
预测和控制种群数量
准确预测种群数量变化，并采取有效措施控制种群数量， 以防止种群过度增长或濒危灭绝，是保护生物多样性的关 键挑战。
未来发展
1 2 3
深入研究种群增长机制
环境资源
环境资源是种群增长的限制因素之一，资源的可用性和可获得性 影响种群的生长和存活率。
空间限制
空间限制也是影响种群增长的重要因素，种群数量受到栖息地大小 和可用空间的影响。
竞争与捕食
种内竞争和捕食是影响种群增长的另一个因素，它们可以降低出生 率和存活率，从而影响种群增长。
02
种群增长的s型曲线模型
04
种群增长s型曲线的挑战 与未来发展
挑战
环境容量限制
种群增长在达到环境容量上限后，增长速度会逐渐减缓， 最终趋于稳定。理解并预测种群增长的上限是保护生态平 衡的重要挑战。
环境变化适应性
气候变化、环境污染等因素可能导致种群生存环境的改变 ，如何提高种群的适应性和生存能力是当前面临的重要挑 战。
资源竞争
实例二：某水域的鱼类种群增长
总结词
鱼类种群增长呈现s型曲线，受到食物、 空间和繁殖能力的限制。
VS
详细描述
在某水域的鱼类种群增长过程中，随着时 间的推移，鱼类数量也呈现出s型曲线的 增长趋势。起初，由于食物充足和空间广 阔，鱼类种群数量迅速增长。然而，当鱼 类数量接近环境承载力时，食物和空间的 限制开始发挥作用，繁殖能力也受到限制 ，导致种群增长速度减缓，最终趋于稳定 。
种群增长的s型曲线
目 录
• 种群增长的基础知识 • 种群增长的s型曲线模型 • 种群增长s型曲线的应用 • 种群增长s型曲线的挑战与未来发展 • 实例分析
种群增长的J型曲线
技术发展
监测技术的发展
利用现代技术手段，如卫星遥感、 GIS等，实现对种群分布、数量和 动态的实时监测。
数学模型与计算机
模拟
发展更精确的数学模型和计算机 模拟技术，以预测种群动态变化， 为资源管理和环境保护提供科学 依据。
数据处理与分析
利用大数据和人工智能技术，对 海量数据进行高效处理和分析， 揭示种群增长的内在规律。
实际应用前景
01
02
03
生态恢复与保护
利用种群增长J型曲线理论， 制定科学的生态恢复和保 护方案，保护濒危物种和 生态系统。
资源管理
指导合理利用和保护自然 资源，如渔业资源、野生 动物等，实现资源的可持 续利用。
公共卫生
研究人类流行病的传播规 律，制定有效的防控策略， 降低疾病传播风险。
THANKS FOR WATCHING
02
J型曲线通常表示种群数量随时间 呈指数增长，不受环境容量或资 源限制的影响，是一种理论上的 增长方式。
研究意义
J型曲线的研究有助于理解种群增长机 制和生态学过程，对于保护生物多样 性和生态平衡具有重要意义。
J型曲线模型在生态学、生物学、环境 科学等领域有广泛应用，对于预测种 群数量变化、制定保护策略和资源管 理方案等具有指导作用。
研究方向
1 2
深入研究种群增长机制
进一步探索种群增长J型曲线的形成机制，包括 环境因素、遗传因素等对种群增长的影响。
种群动态与生态系统相互作用
研究种群增长J型曲线与生态系统其他组成部分 的相互作用种群增长J型曲线与种群遗传学和进化的关 系，以及种群增长模式对物种适应和进化的影响。
特征
种群数量随时间呈几何级数增长 ，增长率保持恒定，增长速率先 增后减。
第五章种群增长
调和学派
米尔恩的观点：
➢ 密度制约和非密度制约因素都具 环境
有决定种群密度的作用，只是前 者在种群高密度区起作用，而后 者在种群低密度区起作用。
有利
非 密 度 制 约 作 用
密 度 制 约 作 用
赫夫克和梅辛杰的观点：
环境 不利
自动调节学派
自动调节学派的三个共同特点： ➢ 自动调节学派强调种群调节的内源性因素；注重
模型的行为：
➢ 0<rT<e-1 ：种群单调地趋向一个平衡点，或称为 单调的阻尼稳定点（monotonically damped stable point）；
➢ e-1<rT< π/2 ：种群减幅振荡并回到平衡水平， 或称为振荡的阻尼稳定点（oscillatorilly damped stable point）；
第五章 种群增长
种群增长模型 自然种群数量变动 种群调节
思考题
种群数量在时间过程中的动态
第一节 种群增长模型
种群的离散增长模型（差分方程） 种群的连续增长模型（微分方程） 具时滞的种群增长模型 种群增长的随机模型
数学模型研究中，生态学工作者最感兴趣的不是 特定公式的数学细节，而是模型的结构，因此， 我们的注意力应首先集中于数学模型中各个量的 生物学意义，而不是其数学推导细节，否则就会 出现只见“数目” ，不见“森林”的危险。
➢ 0< BNeq<0.25: 种群表现为稳定的平衡，不产生 振荡；
生态学
种群增长的三种模型及其生态学意义非密度制约种群增长模型（J 型）和密度制约种群增长模型（S 型）建立动植物种群动态数学模型的目的，是阐明自然种群动态的规律及其调节机制，帮助理解各种生物和非生物因素是怎样影响种群动态的。
1. 非密度制约种群增长模型（J 型）——在假设的、理想的无限环境（排除不利的气候条件，提供充足和理想的食物，排除天敌与疾病的袭击等），种群的增长不受密度制约。
A. 种群离散增长模型——种群增长是无界的，世代不重叠，无迁入迁出，无年龄结构 1t t N N λ+= 或0t t N N λ=1t N +——世代t+1的种群大小t N ——世代t 的种群大小λ——种群的周限增长率0N ——初始时的种群大小t ——时间例题P55λ（种群的周限增长率）是种群离散增长模型的主要参数，λ的四种情况：1λ> 种群上升1λ= 种群稳定01λ<< 种群下降0λ= 雌体没有繁殖，种群在下一代灭亡2.种群连续增长模型——世代彼此重叠，种群增长是连续方式的，其他各点同离散世 代/dN dt rt = 其积分式0rt t N N e =/dN dt ——种群变化率e ——自然对数的底，取e =2.71828r ——种群的瞬时增长率0r > 种群上升0r = 种群稳定0r < 种群下降例题P56例题：根据模型求人口增长率。
1949年我国人口5.4亿，1978年为9.5亿，求29年来人口增长率。
解： 0rtt N N e = 0ln ln t N N rt =+0(ln ln )/t r N N t =-则：(ln9.5ln5.4)/(19781949)0.0195r =--=表示我国增长率为1.95% 。
周限增长率λ ：0.0195 1.0197r e e λ===即每年人口是前一年的1.0197倍。
2. 密度制约种群增长模型（S 型）——种群在有限环境中的逻辑斯谛增长逻辑斯谛增长的概念：种群在有限环境中的一种最简单的增长形式，在现实有限环境中，种群不可能始终保持指数上升，而是随着种群密度上升，种群增长率不断下降，直至停止增长，这种增长形式称为逻辑斯谛增长密度制约种群增长模型同样有离散和连续的两类。
种群生态学-种群的增长模型
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第五节 种内与种间关系
一、种内关系Intraspecific relationship 在种内关系方面，植物种群与动物种群有
很大区别。植物种群除有集群生长的特性 外，更主要的是个体之间的密度效应 （density effect), 反映在个体产量和死 亡率上。动物种群主要表现为等级制、领 域性、集群和分散等行为上。
Lack 法则：ck1954 发现了动物繁 殖的生态趋势，提出动物总是面对两种对立 的进化选择：一种是高生育率但无亲代抚育； 一种是低生育率但有亲代抚育。这一理论称 为ck法则。
MacArthur 1962年提出了r-K选择的自 然选择理论
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一、繁殖对策
1.r- 选择与K-选择 r-选择：有利于增大内禀增长率的选择。 K-选择：有利于增加竞争能力的选择。 进一步将 r-选择的物种称为r- 策略 者，
普通பைடு நூலகம்态学
General Ecology
种群生态学
第二节 种群动态 二、种群统计学 （三）生命表(Life table)的编制
4、种群增长率（r）和内禀增长率
三、种群的增长模型
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2
三、种群的增长模型
（一）与密度无关的种群 增长模型
1.种群离散增长模型 Nt = N0λt
4
（一）与密度无关的种群增长模型
ｒ＝lｎRo /Ｔ
r =ln R0= T
与密度无关的种群增长的增长模型位指数增长，增 长曲线为“J”型，又称“J”型增长。
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（二）与密度有关的种群增长模型
逻辑斯谛增长方程 ➢ 数学模型： dN/dt= r N (1-N/K)
种群的增长模型
最大持续产量原理的前提假设：（1）一个恒定不 变的环境和一条不变的补充量曲线（符合逻辑斯 迪增长模型）；（2）忽略种群的年龄结构，不考 虑存活率和繁殖力随年龄的变化
MSY的计算 ：在中等种群密度下，种群增加量最 大，这是S-曲线的拐点，相当于N = K/2的水平， 这时种群的增加量dN/dt 最大。将N = K/2代入逻 辑斯谛方程式，得 d(K/2)/dt = rK/2 (1-K/2K) = rK/4。因此, MSY的估算公式为：MSY = rK/4
如何根据生命表数据求种群增长率？ r = ln R0/T
种群的增长模型
（二） 与密度有关的种群增长模型
种群的增长模型
与密度有关的种群连续增长模型，比与密度无关的 种群连续增长模型增加了两点假设：(1) 有一个环境 容纳量（carrying capacity）（通常以K表示），当 Nt = K时，种群为零增长，即dN/dt = 0；（2） 增长 率随密度上升而降低的变化是按比例的,种群每增加 1个个体对增长率降低产生1/K的影响。
448
种群的增长模型
Nt = N0 ert , ln Nt = lnN0 + rt ; r是一种瞬时增长率 r〉0, 种群上升；r=0, 种群稳定；r<0 , 种群下降。 如何估测非密度制约性种群的数量加倍时间？ 根据Nt = N0 ert，当种群数量加倍时，Nt = 2 N0 因而：ert = 2 或 ln2 = rt, t = 0.69315/r r与 λ的关系？(Nt = N0 λ t , Nt = N0 ert )
将上述指数增长方程dN/dt = rN乘上一个密度制约 因子（1-N/K），就得到著名的逻辑斯谛方程 （logistic equation）
第四章 第3节 种群的增长模型
λ是种群离散增长模型中的重要参数， λ 〉 1，种群上升， λ =1，种群稳定，0< λ <1 ， 种群下降， λ =0 雌体没有繁殖，种群在下 一代灭亡。
2 种群连续增长模型
假定在很短的时间dt内种群的瞬时出生率为b, 死亡率 为d, 种群大小为N，则种群增长率 r = b-d，它与密 度无关。即： dN/dt = (b-d)N = rN 其积分式为：Nt = N0 ert ln Nt = lnN0 + rt
最大持续产量原理的前提假设：（1）一个恒定不 变的环境和一条不变的补充量曲线（符合逻辑斯 迪增长模型）；（2）忽略种群的年龄结构，不考 虑存活率和繁殖力随年龄的变化
MSY的计算 ：在中等种群密度下，种群增加量最 大，这是S-曲线的拐点，相当于N = K/2的水平， 这时种群的增加量dN/dt 最大。将N = K/2代入逻 辑斯谛方程式，得 d(K/2)/dt = rK/2 (1-K/2K) = rK/4。因此, MSY的估算公式为：MSY = rK/4
调节收获努力可以减少配额限制带来的潜在危险, 该方法即努力限制。因为一般来说，猎物种群数 量减少后，收获者势必要增加收获努力来获取正 在降低中的数量。在一定的收获努力条件下，收 获量随种群大小而改变 。
四、 自然种群的数量变动
野外种群不可能长期地、连续地增长。只有在一种 生物被引入或占据某些新栖息地后，才出现由少数 个体开始而装满‘空’环境的种群增长。种群经过 增长和建立后，既可出现不规则的或规则的（周期 性的）波动，也可能较长期地保持相对稳定。许多 种类有时会出现骤然的数量猛增，即大发生，随后 又是大崩溃。有时种群数量会出现长时期的下降， 称为衰落，甚至灭亡。
（b）草履虫
实际种群的增长。