J型曲线和S型曲线增长率和增长速率
种群数量增长的S型曲线中增长率和增长速率的区分
种群数量增长的S型曲线中增长率和增长速率的区分
在学习种群的数量增长曲线时,很多学生对增长率和增长速率不理解,而在习题中也往往将二者混为一谈,实际上二者是有区别的,现将二者区别总结如下。
1.增长率:增长率是指单位时间种群增长数量,[增长率=出生率—死亡率=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;而在“S”型增长曲线中增长率越来越小。
2.增长速率:增长速率是指单位时间内种群数量变化率,[增长速率=(出生数-死亡数)/单位时间]。
种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率,不论是“J”型曲线还是“S”型曲线上的斜率总是变化着的。
在“J”型曲线增长的种群中,增长速率是逐渐增大。
在“S”型曲线增长的种群中,“增长速率”是该曲线上“某点”的切线的斜率,斜率越大,增长速率就越大,且斜率最大时在“ 1/2K”。
之后增长变慢,增长速率是逐渐减小。
在“S”曲线到达K值时,增长速率就为0。
在“J”型增长曲线中,每年的增长率不变;由于“J”型增长曲线的斜率是在不断变化的,逐渐增大,直至无穷,所以其增长速率也就不断增大。
在“S”型增长曲线中,每年的增长率由最初的最大值,在环境阻力(空间压力、食物不足等)的作用下,导致出生率下降、死亡率上升,种群数量到达最大值(K值),其增长率不断下降至0,故在“K”时,其增长率为0;而增长速率会有先升后降的变化过程,呈现钟罩形变化曲线,即在“S”型曲线中,开始时斜率为0,斜率逐渐增大,增长速率也就越大,且斜率在1/2K时最大,即在“ 1/2K”时增长速率最大,过后,斜率下降,在K值时降至为0,故在“K”时,其增长速率为0。
型曲线和S型曲线增长率和增长速度
型曲线和S型曲线增长率和增长速度增长率和增长速度这两个概念在习题中经常把增长率看作增长速度,这种模糊处理没有科学性。
包括很多资料都没有很好区分;增长率是个百分率,没有“单位”,而增长速率有“单位”,“个(株)/年”。
我举个例子来说明这个问题:“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[(1100-1000)/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:增长率是指单位时间内种群数量变化率,即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=出生率—死亡率=(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;而在“S”型增长曲线中增长率越来越小。
增长速率:增长速率是指单位时间种群增长数量。
增长速率=(现有个体数-原有个体数)/增长时间=(出生数-死亡数)/单位时间]。
种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率,不论是“J”型曲线还是“S”型曲线上的斜率总是变化着的。
在“J”型曲线增长的种群中,增长速率是逐渐增大。
在“S”型曲线增长的种群中,“增长速率”是该曲线上“某点”的切线的斜率,斜率越大,增长速率就越大,且斜率最大时在“ 1/2K”。
之后增长变慢,增长速率是逐渐减小。
在“S”曲线到达K值时,增长速率就为0.分析过程一对J型曲线的分析1.模型假设在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年是第一年的λ倍。
2.对模型假设的分析从模型假设不难得出λ=现有个体数/原有个体数。
结合增长率的概念和定义式不难看出,此时增长率等于(λ-1),λ不变,增长率(λ-1)也就不变。
再看增长速率,由于一段时间内种群内个体基数不断增大,故这段时间内净增加的个体数(Ntλ-Nt)不断增多,除以时间以后即为增长速率,可以看出增长速率是不断增大的。
曲线增长的形式
曲线增长的形式主要有以下几种:
1. J型曲线增长:在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下,种群的增长率保持不变,数量会连续增长,呈现J型曲线。
2. S型曲线增长:在自然界中,由于环境条件是有限的,种群不可能按照“J”型曲线无限增长。
当种群在一个有限的环境中增长时,随着种群密度的上升,个体间由于有限的空间、食物和其他生活条件而引起的竞争加剧,导致种群的出生率降低,死亡率增高,数量会趋于稳定,呈现S型曲线。
3. 逻辑斯谛曲线(Logistic Curve):这是一种特殊的S型曲线,描述了一个种群在资源有限的环境中增长的过程。
该曲线的公式为N(t)=K*e^rt,其中
N(t)表示在时间t的种群数量,K表示环境容量,r表示种群增长率。
当种群数量小于K时,种群以一个恒定的比率增长;当种群数量超过K时,种群增长率开始下降,最终导致种群数量趋于稳定。
以上信息仅供参考,如有需要,建议您查阅相关资料。
(完整版)J型增长曲线和S型增长曲线
种群数量增长的两种曲线模型总结——J型增长曲线模型和S型增长曲线模型1.两种曲线模型比较两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同,对种群增长的影响不同2.K值与K2在实践中的应用例1:右图中种群在理想环境中呈“J”型曲线增长(如图中甲);在有环境阻力的条件下呈“S”型曲线增长(如图中乙)。
下列有关种群增长曲线的叙述,正确的是()A、环境阻力对种群增长的影响出现在d点之后B、若此图表示蝗虫种群增长曲线,防治害虫应从c点开始C、一个物种引入新的地区后,开始一定呈“J”型增长D、若此图表示草履虫增长曲线,当种群数量达到e点后,增长率为0解析:环境阻力出现在“J”型曲线与“S”型曲线的分叉点(c点)。
c点种群的增长速度最快,所以不能在该点对害虫进行防治;b点蝗虫的数量开始增加,但增长速率还很低,应该从该点开始对害虫进行防治。
一个物种引入新的地区后,有可能不适应当地的环境,所以不一定呈“J”型增长。
【答案】D例2:某研究所调查发现:某种鱼迁入一生态系统后,其种群数量增长率随时间变化的曲线如图所示,请分析回答:t o t1t2 时间(1)在t0-t2时间内,种群数量增长曲线呈;若在t 2时种群的数量为N,则t1在时种群的数量为,t1时该种群年龄组成可能是。
(2)捕获该鱼的最佳时期为时,原因是。
(3)该鱼在t2时期后,种群数量,主要原因是答案(1)S型曲线N/2 增长型(2)T1 在T1时种群增长率最大,捕获该鱼获得的量最大且不影响该鱼类资源的再生(3)不增加种内斗争加剧捕食者数量增加解析:分析图中曲线可知:T0~T2时间内种群数量增长率由小变大,达到最大值后又逐渐变小,因而该种群数量增长呈S型曲线。
在T2时种群数量增长率为0,此时,种群的数量为N,即为最大值,而在T1.时种群数量增长率最大,则这时种群的数量为N/2,种群年龄组成为增长型。
当种群数量增长率最大时捕获该鱼获得的量最大且不影响该鱼类资源的再生,因而此时(T1)为捕获的最佳时期。
高中生物必修三“J型”和“S型”曲线增长率和增长速率辨析
高中生物必修三“J型”和“S型”曲线增长率和增长速率辨析作者:苗纪强来源:《新教育时代·教师版》2018年第27期人教版高中生物必修三稳态与环境,第四章第二节“种群的数量变化”一节中,“J型曲线”和“S型曲线”的种群增长率和增长速率的区分在高中教学中是一个难点也是易混易错点,学生往往对这两个概念理解不清,在查阅资料和总结题型分析的基础上,笔者就这两个高中生经常容易混淆的概念进行明确的区分和推理。
一、这两个概念本质不同,所用的单位也不同增长率:指单位时间内种群数量的变化率,即种群在单位时间内净增加的个体数占初始个体总数的比率。
增长率=(现有数量-原有数量)/原有的数量×100%=出生率-死亡率推导过程:设:求1年内的增长率,设原来为N0一年后变为N1则:增长率=(N0-N1)\N0,N1=N0+(新出生个体数-死亡个体数),把N1带入(N0-N1)\N0,可以得到:增长率=(新出生个体数-死亡个体数)\N0=出生率-死亡率。
增长速率:增长速率是指单位时间种群增长数量。
增长速率=(现有数量-原有数量)/时间所以第一个区分,两者在概念及单位上不同。
增长率是增长量和原有数量的比值,它的单位是百分之几,而增长速率是增长量和时间的比值,他的单位是:只/年或株/年。
比如“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[(1100-1000)/1000]*100%=10%。
而增长速率为(1100-1000)/1年=100个/年。
二、两者的曲线图差距很大(一)J型曲线的分析1.模型假设在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年是第一年的λ倍。
2.对模型假设的分析:从模型假设不难得出:λ=现有个体数/原有个体数。
增长率为(N0λt+1-N0λt)\N0λt,化简之后可以得到增长率等于(λ-1),λ不变,增长率(λ-1)也就不变。
种群的增长率和增长速率有什么区别?
种群的增长率和增长速率有什么区别?在教学过程中,涉及到种群数量变化的“J”型曲线和“S”型曲线中有关增长率和增长速率的问题,有些老师讲不清楚,学生也感到困惑。
那么增长率和增长速率到底是怎么一回事?我谈下自己的一些看法。
一、两个概念之间的比较1、种群增长率是指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数,计算公式:种群增长率=(Nt2-Nt1)/Nt1。
如某种群现有数量为a,一年后,该种群数量为b,那么该种群在当年的增长率为(b-a)/a,设一年后出生的个体数为c,死亡的个体数为d,则b=a+c-d,增长率=(b-a)/a=(a+c-d-a)/a=c/a-d/a,根据出生率和死亡率的概念,c/a,d/a分别为出生率和死亡率,即增长率=出生率-死亡率。
2种群增长速率是指单位时间内新增加的个体数,计算公式:种群增长速率==(Nt2-Nt1)/t2-t1。
同样,如果某种群现有数量为a,一年后,该种群数量为b,其种群增长速率为:(b-a)/年。
由此可知,增长速率≠增长率。
二、对两种曲线的理解1、种群增长的“J”型曲线—指数级增长(1)环境条件:没有任何限制因素。
在这种条件下,影响种群数目变动的因素只有自然出生率和死亡率,由于环境能提供足够的充裕的生活条件(这种条件的环境在自然界几乎不存在),种群内不同个体的生理寿命长,因而出生率远大于死亡率,其种群数目连续增长而没有下降。
(2)“J”型数量增长的两种情况A、实验室条件下;B、当一种种群刚迁入一个新的适宜环境时。
(3)种群数量的变化表达式数学表达式:Nt=N0λt2、种群增长的“S”型曲线(1)产生的原因:在自然界中,食物有限,空间有限,又存在该种生物的天敌,还有疾病,自然灾害等,也就是是所谓的“环境阻力”,这些因素的存在都会使一个自然的种群不可能按“J”型曲线增长,(2)环境容纳量——K值一定空间中所能维持的种群的最大数量称为K值。
当种群数量达到环境条件所允许的最大值时,种群数量将停止增长,并维持在K值范围附近。
2019-2020年高考生物 第4章《种群和群落》复习考点二 分析“J”型曲线和“S”型曲线 新人教
2019-2020年高考生物第4章《种群和群落》复习考点二分析“J”型曲线和“S”型曲线新人教版必修31.在下表中比较“J”型和“S”型曲线项目“J”型曲线“S”型曲线曲线模型形成条件资源无限的理想条件资源有限的自然条件增长率不变越来越小有无K值无K值,持续增加有K值,可在K值附近上下波动种群增长速率曲线2.讨论模型构建的应用(1)K值的应用①对野生生物资源的保护措施:保护野生生物生活的环境,减小环境阻力,增大K值。
②对有害生物的防治措施:增大环境阻力(如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等),降低K值。
(2)K/2值的应用①对资源开发与利用的措施: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。
②对有害生物防治的措施:务必及时控制种群数量,严防达K/2值处(若达K/2值处,会导致该有害生物成灾)。
易错警示种群数量增长中的2个关注(1)种群增长率和增长速率的区别①种群增长率是指种群中增加的个体数占原来个体数的比例,通常以百分比表示。
②增长速率是指某一段时间内增加的个体数与时间的比值。
在坐标图上可用某时间内对应曲线的斜率表示,斜率大则增长速率快。
③在“J”型曲线中,种群增长率基本不变,增长速率逐渐增大;在“S”型曲线中,种群增长率逐渐减小,增长速率先增大后减小。
(2)对“λ”的理解Nt=N0λt,λ代表种群数量增长倍数,不是增长率。
λ>1时,种群密度增大;λ=1时,种群密度保持稳定;λ<1时,种群密度减小。
3.如图所示为种群在理想环境中呈“J”型增长,在有环境阻力条件下,呈“S”型增长。
下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述,正确的是( )A.当种群数量达到e点后,种群数量增长速率为0B.种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后C.图中阴影部分表示克服环境阻力生存下来的个体数量D.若该种群在c点时数量为100,则该种群的K值为400答案 A解析当种群数量到达e点后,种群数量不再增加,因此增长速率为0;环境阻力在d点之前就已出现;阴影部分表示被淘汰的个体数量。
【高中生物】种群数量变化曲线辨析
【高中生物】种群数量变化曲线辨析1种群数量变化的两种曲线模型建立项目j型快速增长曲线s型增长曲线条件在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想状态资源和空间非常有限的实际状态模型假设在理想状态下,种群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。
①存有一个环境条件所容许的种群数量的最小环境容纳量k值非常有限,种群数量达至k时,种群将不再快速增长。
②环境条件对种群快速增长的迟滞促进作用,随着种群密度的减少而逐渐地按比例地减少。
模型创建【马尔萨斯模型:指数式增长】t年后种群数量为:nt=n0λt【罗捷斯蒂克模型:k为环境的容纳量】其分成五个时期:潜伏期──个体太少,快速增长快;快速期──个体减少,快速增长慢;转折期──个体数达至k/2,增长速度最快;减速期──个体数少于k/2,增长速度减缓;饱和状态期──种群个体达至k值饱和状态。
2种群增长率与增长速率种群增长率就是指单位时间种群快速增长数量,种群增长率=出生率d死亡率=(长大数-死亡数)/(单位时间×单位数量)。
从个体的角度通常认知为每员增长率,即为看看种群中每个个体的快速增长情况:“j”型快速增长曲线,种群生活在无穷环境下,每员增长率与种群密度毫无关系,因而维持维持不变;“s”型快速增长曲线,种群生活在非常有限环境下,随着种群密度的下降,个体间对非常有限空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将激化,以该种群杂食的捕食者的数量也可以减少,这就可以并使种群的出生率减少,死亡率升高,从而并使种群数量的增长率上升。
种群中每减少一个个体利用了1/k的空间,若种群中存有n个个体,就利用了n/k的空间,而供种群稳步快速增长的空间就只有(1-n/k)了。
运用音速的思维,如果种群数量n吻合0,那么1-n/k就吻合1,种群快速增长就吻合指数快速增长;如果n吻合k,那么1-n/k就吻合0,这意味著种群快速增长的空间极小甚至没。
也就是n越大,快速增长阻力就越大,种群增长率就越大。
J型增长曲线和S型增长曲线
种群数量增长的两种曲线模型总结——J型增长曲线模型和S型增长曲线模型1.两种曲线模型比较项目“J”型曲线“S”型曲线增长模型前提条件理想状态:资源无限、空间无限、不受其他生物制约(无种内斗争,缺少天敌)现实状态:资源有限、空间有限、受其他生物制约(种内斗争加剧,捕食者数量增加)种群增长速率种群增长率K值有无无K值有K值曲线形成原因无种内斗争,缺少天敌种内斗争加剧,天敌数量增多联系两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同,对种群增长的影响不同2.K值与K2在实践中的应用灭鼠捕鱼K2(最大增长速率)灭鼠后,鼠的种群数量在K2附近,这时鼠的种群数量会迅速增加,无法达到灭鼠效果使鱼的种群数量维持在K2,捕捞后,鱼的种群数量会迅速回升K值(环境容纳量)改变环境,降低K值,使之不适合鼠生存保证鱼生存的环境条件,尽量提升K值例1:右图中种群在理想环境中呈“J”型曲线增长(如图中甲);在有环境阻力的条件下呈“S”型曲线增长(如图中乙)。
下列有关种群增长曲线的叙述,正确的是( )A、环境阻力对种群增长的影响出现在d点之后B、若此图表示蝗虫种群增长曲线,防治害虫应从c点开始C、一个物种引入新的地区后,开始一定呈“J”型增长D、若此图表示草履虫增长曲线,当种群数量达到e点后,增长率为0解析:环境阻力出现在“J”型曲线与“S”型曲线的分叉点(c点)。
c点种群的增长速度最快,所以不能在该点对害虫进行防治;b点蝗虫的数量开始增加,但增长速率还很低,应该从该点开始对害虫进行防治。
一个物种引入新的地区后,有可能不适应当地的环境,所以不一定呈“J”型增长。
【答案】D例2:某研究所调查发现:某种鱼迁入一生态系统后,其种群数量增长率随时间变化的曲线如图所示,请分析回答:t o t1 t2 时间(1)在t0-t2时间内,种群数量增长曲线呈;若在t 2时种群的数量为N,则t1在时种群的数量为,t1时该种群年龄组成可能是。
(2)捕获该鱼的最佳时期为时,原因是。
J型曲线和S型曲线的增长率和增长速率
J型曲线和S型曲线的增长率和增长速率Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】J型曲线和S型曲线的增长率和增长速率1.概念增长速率是指种群在单位时间内净增加的个体数。
增长率是指种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率。
2.定义式增长速率=(现有个体数-原有个体数)/增长时间增长率=(现有个体数-原有个体数)/原有个体数。
=出生率-死亡率一对J型曲线的分析1.模型假设在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年是第一年的λ倍。
2.对模型假设的分析从模型假设不难得出λ=现有个体数/原有个体数。
结合增长率的概念和定义式不难看出,此时增长率等于(λ-1),λ不变,增长率(λ-1)也就不变。
再看增长速率,由于一段时间内种群内个体基数不断增大,故这段时间内净增加的个体数(Ntλ-Nt)不断增多,除以时间以后即为增长速率,可以看出增长速率是不断增大的。
横轴表示时间,纵轴表示种群数量,在坐标系中画出曲线,那么曲线的斜率就应该是种群增长速率而不是增长率。
3.结论J型曲线增长率保持不变(如图A);增长速率一直增大。
曲线的斜率表示增长速率(如图B)。
二对S型曲线的分析1.模型假设自然界的资源和空间总是有限的,当种群密度增大时,种内斗争就会加剧,以该种群为食的动物的数量也会增加,这就会使种群的出生率降低,死亡率增高。
当死亡率增加到与出生率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。
2.对模型假设的分析在有限的资源和空间中,随着种群数量的增加,种群增长的阻力也会随之增大,由此导致种群的出生率降低、死亡率增加,二者之间的差值即增长率是不断减小;当种群的出生率和死亡率相等时,增长率为零,此时种群数量达到最大值停止增加。
在S型曲线的前半部分,由于增长率下降的幅度小于死亡率增加的幅度,所以种群的增长速率不断增大;在种群数量为K/2时,增长率的下降幅度等于死亡率的增加幅度,增长速率达到最大值;而到了后半部分,增长率的下降幅度超过了死亡率的增加幅度,所以种群的增长速率下降;至种群数量为K时,增长率等于死亡率,增长速率和增长率均为零,种群数量达到最大,停止增长。
关于种群“增长率”和“增长速率”的精彩解析
(2)数量变化特点:
①食物和空间条件充裕; 每年以一定的倍数
②气候适宜;
增长;第二年是第
③没有敌害;
一年的 λ 倍。
④没有迁入迁出等。
(3)指标解读: ①λ= 现有个体数/原有个体数 ②增长率= (现有个体数-原有个体数) /原有个体数 =λ - 1 J型曲线中λ是定值,故增长率也是恒定的
种群数量
增长率
时间
(3)指标解读: ③增长速率= (现有个体数-原有个体数)/时间
由于一段时间内种群内个体基数不断增大, 故这段时间内净增加的个体数(Nt λ -Nt)不 断增多,净增加除以相同的时间,则增长速率 是不断增大的。
种群数量
增长速率
N0
时间
数学模型:Nt = N0λt
四、S型曲线下的相关指标解读
增长率和增长速率
一、概念不同 1、增长率:单位数量的个体在单位时间内新 增加的个体数。 2、增长速率:单位时间内增长的数量。
二、公式不同 1、增长率=(现有个体-原有个体)增长前的值)/时间
三、J型曲线下的相关指标解读
种群数量
时间
(1)条件分析:
资源有限,出生率越来越低,死亡率越来越高, 增长率持续降低,K值时增长率降成0.
种群数量
五、小结
增长速率
种群数量
增长率
时间
增长速率
时间
J型曲线: 增长率保持不变; 增长速率一直增大。 曲线的斜率表示增 长速率。
S型曲线: 增长率与种群数量成反比, 不断减小; 增长速率先增大后减小。 曲线的斜率表示增长速率。
种群数量
(1)条件分析:
①食物和空间条件 有限;②有天敌;
时间
(2)数量变化特点: 早期增长慢,中期增长 快,后期增长慢,最终 保持现对稳定。
种群数量增长的S型曲线中增长率和增长速率的区分
种群数量增长的S型曲线中增长率和增长速率的区分
在学习种群的数量增长曲线时,很多学生对增长率和增长速率不理解,而在习题中也往往将二者混为一谈,实际上二者是有区别的,现将二者区别总结如下。
1.增长率:增长率是指单位时间种群增长数量,[增长率=出生率—死亡率=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;而在“S”型增长曲线中增长率越来越小。
2.增长速率:增长速率是指单位时间内种群数量变化率,[增长速率=(出生数-死亡数)/单位时间]。
种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率,不论是“J”型曲线还是“S”型曲线上的斜率总是变化着的。
在“J”型曲线增长的种群中,增长速率是逐渐增大。
在“S”型曲线增长的种群中,“增长速率”是该曲线上“某点”的切线的斜率,斜率越大,增长速率就越大,且斜率最大时在“ 1/2K”。
之后增长变慢,增长速率是逐渐减小。
在“S”曲线到达K值时,增长速率就为0。
在“J”型增长曲线中,每年的增长率不变;由于“J”型增长曲线的斜率是在不断变化的,逐渐增大,直至无穷,所以其增长速率也就不断增大。
在“S”型增长曲线中,每年的增长率由最初的最大值,在环境阻力(空间压力、食物不足等)的作用下,导致出生率下降、死亡率上升,种群数量到达最大值(K值),其增长率不断下降至0,故在“K”时,其增长率为0;而增长速率会有先升后降的变化过程,呈现钟罩形变化曲线,即在“S”型曲线中,开始时斜率为0,斜率逐渐增大,增长速率也就越大,且斜率在1/2K时最大,即在“ 1/2K”时增长速率最大,过后,斜率下降,在K值时降至为0,故在“K”时,其增长速率为0。
“J”和“S”型种群增长曲线的增长率和增长速率
“J”和“S”型种群增长曲线的增长率和增长速率发布者:杨建基发布时间:2010-4-12 9:50:00内容摘要种群是生态系统中一个非常重要的功能单位。
种群增长率和种群增长速率都是反映某一种群,在一段时间内种群数量改变多少的参数。
种群增长率与种群增长速率虽一字之差,但内涵却完全不同。
正文文字大小:大中小“J”和“S”型种群增长曲线的增长率和增长速率(甘肃省武威第三中学733009 杨建基)种群是指一定空间和时间内同种生物个体的总和。
当然,种群不是同种生物个体的简单相加,而是具有一系列单个个体所不具备的种群特征,即具有种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等特征,才能成为真正的种群。
此外,对种群的理解中还要特别注意“同种”,“同种”指同物种,而不是同一类。
种群是生态系统中一个非常重要的功能单位。
种群增长率和种群增长速率都是反映某一种群,在一段时间内种群数量改变多少的参数。
种群增长率与种群增长速率虽一字之差,但内涵却完全不同。
一、种群增长率和种群增长速率的概念和计算1.种群增长率的概念和计算种群增长率是指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数占初始数量的比例,其计算公式为:增长率=(变化后总数-变化前总数)/变化前总数×100%,又可表示为增长率=出生率-死亡率。
种群增长率是一个百分比值,没有单位。
2.种群增长速率的概念和计算种群增长速率指种群数量在单位时间内的改变数值,即该曲线的斜率。
其计算公式为:增长速率=(变化后总数-变化前总数)/单位时间×100%,又可表示为增长速率=(出生数-死亡数)/单位时间×100%。
种群增长速率有单位,如个/年等。
假设某一种群,现有个体数量为a,一年后该种群个体数量为b。
那么一年后,该种群的增长率为(b-a)/a×100%,增长速率为(b-a)/1年×100%]。
即dN/dt。
可见,种群增长率不等同于种群增长速率。
种群增长特点:S型与J型曲线的比较
J型增长曲线
无限环境理想条件
S型增长曲线
有限环境自然条件
食物和空间条件有限、气候 多变、存在敌害等、增长率 随种群密度的变化而变化
模型假设 建立模型
食物和空间条件充裕、气候 适宜、没有敌害等、增长率 不随种群密度的变化而变化
Nt=N0λt
无
有(K值为环境容纳量)
有无K值
种群增长率 种群增长速率
不变
项目j型增长曲线s型增长曲线模型假设建立模型有无k值种群增长率种群增长速率无限环境理想条件食物和空间条件充裕气候适宜没有敌害等增长率不随种群密度的变化而变化不变逐渐增大有限环境自然条件食物和空间条件有限气候多变存在敌害等增长率随种群密度的变化而变化有k值为环境容纳量逐渐减小先增大后减小j型和s型增长曲线的联系
逐渐增大
逐渐减小 先增大后减小
J型和S型增长曲线的联系
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
型曲线和S型曲线增长率和增长速度
型曲线和S型曲线增长率和增长速度增长率和增长速度这两个概念在习题中经常把增长率看作增长速度,这种模糊处理没有科学性。
包括很多资料都没有很好区分;增长率是个百分率,没有“单位”,而增长速率有“单位”,“个(株)/年”。
我举个例子来说明这个问题:“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[(1100-1000)/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:增长率是指单位时间内种群数量变化率,即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=出生率—死亡率=(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;而在“S”型增长曲线中增长率越来越小。
增长速率:增长速率是指单位时间种群增长数量。
增长速率=(现有个体数-原有个体数)/增长时间=(出生数-死亡数)/单位时间]。
种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率,不论是“J”型曲线还是“S”型曲线上的斜率总是变化着的。
在“J”型曲线增长的种群中,增长速率是逐渐增大。
在“S”型曲线增长的种群中,“增长速率”是该曲线上“某点”的切线的斜率,斜率越大,增长速率就越大,且斜率最大时在“ 1/2K”。
之后增长变慢,增长速率是逐渐减小。
在“S”曲线到达K值时,增长速率就为0.分析过程一对J型曲线的分析1.模型假设在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年是第一年的λ倍。
2.对模型假设的分析从模型假设不难得出λ=现有个体数/原有个体数。
结合增长率的概念和定义式不难看出,此时增长率等于(λ-1),λ不变,增长率(λ-1)也就不变。
再看增长速率,由于一段时间内种群内个体基数不断增大,故这段时间内净增加的个体数(Ntλ-Nt)不断增多,除以时间以后即为增长速率,可以看出增长速率是不断增大的。
J型增长曲线和S型增长曲线
种群数量增长的两种曲线模型总结——J型增长曲线模型和S型增长曲线模型1.两种曲线模型比较项目“J”型曲线“S”型曲线增长模型前提条件理想状态:资源无限、空间无限、不受其他生物制约(无种内斗争,缺少天敌)现实状态:资源有限、空间有限、受其他生物制约(种内斗争加剧,捕食者数量增加)种群增长速率种群增长率K值有无无K值有K值曲线形成原因无种内斗争,缺少天敌种内斗争加剧,天敌数量增多联系两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同,对种群增长的影响不同2.K 值与K2在实践中的应用灭鼠捕鱼K2(最大增长速率)灭鼠后,鼠的种群数量在K2附近,这时鼠的种群数量会迅速增加,无法达到灭鼠效果使鱼的种群数量维持在K2,捕捞后,鱼的种群数量会迅速上升K值(环境容纳量)改变环境,降低K值,使之不适合鼠生存保证鱼生存的环境条件,尽量提升K值例1:右图中种群在理想环境中呈“J”型曲线增长(如图中甲);在有环境阻力的条件下呈“S”型曲线增长(如图中乙)。
以下有关种群增长曲线的表达,正确的是( )A、环境阻力对种群增长的影响出现在d点之后B、若此图表示蝗虫种群增长曲线,防治害虫应从c点开始C、一个物种引入新的地区后,开始一定呈“J”型增长D、若此图表示草履虫增长曲线,当种群数量达到e点后,增长率为0解析:环境阻力出现在“J”型曲线与“S”型曲线的分叉点(c点)。
c点种群的增长速度最快,所以不能在该点对害虫进行防治;b点蝗虫的数量开始增加,但增长速率还很低,应该从该点开始对害虫进行防治。
一个物种引入新的地区后,有可能不适应当地的环境,所以不一定呈“J”型增长。
[答案]D例2:某研究所调查发现:某种鱼迁入一生态系统后,其种群数量增长率随时间变化的曲线如下图,请分析回答:t o t1t2时间(1)在t0-t2时间内,种群数量增长曲线呈;若在t2时种群的数量为N,则t1在时种群的数量为,t1时该种群年龄组成可能是。
(2)捕获该鱼的最正确时期为时,原因是。
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J型曲线和S型曲线增长率和增长速率
增长率和增长速率这两个概念在习题中经常把增长率看作增长速度,这种模糊处理没有科学性。
包括很多资料都没有很好区分;增长率是个百分率,没有“单位”,而增长速率有“单位”,“个(株)/年”。
我举个例子来说明这个问题:“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[(1100-1000)/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:增长率是指单位时间内种群数量变化率,即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=出生率—死亡率=(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;而在“S”型增长曲线中增长率越来越小。
增长速率:增长速率是指单位时间种群增长数量。
增长速率=(现有个体数-原有个体数)/增长时间=(出生数-死亡数)/单位时间]。
种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率,不论是“J”型曲线还是“S”型曲线上的斜率总是变化着的。
在“J”型曲线增长的种群中,增长速率是逐渐增大。
在“S”型曲线增长的种群中,“增长速率”是该曲线上“某点”的切线的斜率,斜率越大,增长速率就越大,且斜率最大时在“ 1/2K”。
之后增长变慢,增长速率是逐渐减小。
在“S”曲线到达K值时,增长速率就为0.
分析过程
一对J型曲线的分析
1.模型假设
在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年是第一年的λ倍。
2.对模型假设的分析
从模型假设不难得出λ=现有个体数/原有个体数。
结合增长率的概念和定义式不难看出,此时增长率等于(λ-1),λ不变,增长率(λ-1)也就不变。
再看增长速率,由于一段时间内种群内个体基数不断增大,故这段时间内净增加的个体数(Ntλ-Nt)不断增多,除以时间以后即为增长速率,可以看出增长速率是不断增大的。
横轴表示时间,纵轴表示种群数量,在坐标系中画出曲线,那么曲线的斜率就应该是种群增长速率而不是增长率。
3.结论
J型曲线增长率保持不变;增长速率一直增大。
曲线的斜率表示增长速率。
“J “型曲线的“增长率和增长速率和时间的关系曲线”
注:max是指该种群所能达到的最大增长率=出生率(max)-死亡率(min)。
另外,不考虑迁入率和迁出率
二对S型曲线的分析
1.模型假设
自然界的资源和空间总是有限的,当种群密度增大时,种内斗争就会加剧,以该种群为食的动物的数量也会增加,这就会使种群的出生率降低,死亡率增高。
当死亡率增加到与出生率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。
2.对模型假设的分析
在有限的资源和空间中,随着种群数量的增加,种群增长的阻力也会随之增大,由此导致种群的出生率降低、死亡率增加,二者之间的差值即增长率是不断减小;当种群的出生率和死亡率相等时,增长率为零,此时种群数量达到最大值停止增加。
在S型曲线的前半部分,由于增长率下降的幅度小于死亡率增加的幅度,所以种群的增长速率不断增大;在种群数量为K/2时,增长率的下降幅度等于死亡率的增加幅度,增长速率达到最大值;而到了后半部分,增长率的下降幅度超过了死亡率的增加幅度,所以种群的增长速率下降;至种群数量为K时,增长率等于死亡率,增长速率和增长率均为零,种群数量达到最大,停止增长。
从另一个角度来看,坐标系中横轴仍表示时间,纵轴仍表示种群数量,那么曲线的斜率的含义就应该是不变的,即为种群增长速率。
3.结论
S型曲线的增长率与种群数量成反比,不断减小;增长速率先增大后减小。
曲线的斜率表示增长速率。
“S“型曲线的“增长率和增长速率和时间的关系曲线”
注:t1时,种群数量为K/2;t2时为K。
“增长率-时间关系曲线”中的虚线为J型曲线的增长率
两条曲线比较
环境阻力或因为生存斗争被淘汰的个体!!
关于S型曲线中,增长率下降,增长速率先升后降的补充解释:
增长率下降,增长速率是可以先升后降的
如某种群开始增长率是1.种群数量为10
则1年后,种群数量变为20个,增长速率10个/年
第2年增长率降为0.9.种群数量是38,增长速率18个/年
第3年增长率降为0.8.种群数量是68.4,增长速率30.4个/年
第4年增长率降为0.7.种群数量是116.28,增长速率47.88个/年
第5年增长率降为0.6.种群数量是186.048,增长速率69.768个/年
......
依次类推,增长率在下降,增长速率上升
当然不可能一直上升,当增长率下降到某值时,增长速率开始下降(k/2时) 生态学中也指出,种群数量每增加1个,对于种群内个体来说就产生1/K影响假设某种群初始数量为10,第2年变成15,则增长率是0.5.我们把这个增长率平均到每个个体上(生态学中成为每员增长率),那个相当于每个个体新增加了0.5个.
在不受环境限制时,不管种群数量多大,个体不受影响,每员增长率保持0.5不变,所以种群增长率不变,呈现J型增长
在受到环境限制时,种群内每增加1个个体,都会对种群内原个体产生1/K影响,每员增长率不可能保持不变,而是下降,种群增长率总体也表现为下降。
(学习的目的是增长知识,提高能力,相信一分耕耘一分收获,努力就一定可以获得应有的回报)。