种群数量的变化_ppt 2

种群增长速率与种群增长率
增长率是个百分率，没有“单位”; 增长速率有“单位”，“个（株）/年”。 例子:一个种群有1000个个体，一年后增加 到1100”，则该种群的增长率为[（11001000）/1000]*100%=10%。而增长速率为 （1100-1000）/1年=100个/年。增长率和 增长速率没有大小上的相关性。 增长率：种群在单位时间内净增加的个体 数占个体总数的比率。 增长率＝（现有个体数－原有个体数）／ 原有个体数＝（出生数－死亡数）/（单位 时间×单位数量）。 在“J”型曲线增长的种群中，增长率保持 不变； “S”型增长曲线中增长率越来越小。
分裂次数 1 数量（个） 2
16
64
128 256 512
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
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？
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
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 2 4 3 8 4 5 32 6 7 8 9
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
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
30
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。
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。
理想条件下的种群增长模型 实例二
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。
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
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 。
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
请绘制大草履虫的种群增长曲线
大草履虫种群的增长
大草履虫数量增长过程如何？ 其种群达到基本稳定的数量值称为什么？
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
减速期，增长缓慢
稳定期，增 长速率为零
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
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？
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
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。
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四、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。
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
K/2·
转折期，增 长速率最大
环境容纳量: 在环境条件不受破坏的情 况下，一定空间中所能维 持的种群最大数量称为环 境容纳量，又称K值。
加速期，个体数量增加，增长加速 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。
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。
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。
种群增长速率与种群增长率 常见误区：
1、误认认为种群“S”型增长曲线中的K/2时的增长率 是种群的最大增长率 K/2时，不是增长率最大，而是增长速度（增长速率或 者增长量）最快 。 2、误认为增长率或增长速度最大视作种群数量最大 当种群数量达到最大值时，种群增长率或增长速率变 为0 。 3、 误认为在K/2水平时捕鱼是最佳的或捕获量最大 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。即要在大于K/2水平一点的时候，而不 是在K/2水平去捕捞鱼。要使捕鱼量最大，则应该在K 值时去捕捞。
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？
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
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：
种 群 数 量 增 长 速 率
时间
种群增长的“Ｓ”型曲线 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
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）。
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
2、n代细菌数量的计算公式？
Nn＝1×２n
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？
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：