种群增长率与种群增长速率
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种群增长率与种群增长速率虽一字之差,但内涵完全不同。
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,其计算公式为:(这一次总数一上一次总数)/上一次总数*100%=增长率。
如某种群现有数量为a,一年后,该种群数为b,那么该种群在当年的增长率为(b-a)/a。
增长速率是指单位时间内增长的数量。
其计算公式为:(这一次总数一上一次总数)/时间=增长速率。
同样某种群现有数量为a,一年后,该种群数为b,其种群增长速率为:(b—a)/1年。
即增长率=出生率一死亡率。
故增长率不能等同于增长速率。
因此,“J”型曲线的增长率是不变的,而增长速率是要改变的。
“s”型曲线的增长率是逐渐下降的,增长速率是先上升,后下降。
种群中“S”型曲线中,“K/2”时有一个拐点,此时“增长速率”最大,之后增长变慢。
“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“K/2”。
“增长率”不是一个点的问题,是某两端相比较。
不能把增长速率等同于增长率。
在“J”型曲线增长的种群中,增长速率应该是逐渐增大。
增长速率是增长的数量除以时间。
在“J”型增长曲线中也就是曲线的斜率。
从课本图中可发现曲线的斜率在不断增大,而每年的增长率(λ)是不变的。
2002年广东高考题:在一个玻璃容器内,装入一定量的符合小球藻生活的营养液,接种少量的小球藻,每隔一段时间测定小球藻的个体数量,绘制成曲线,如图1所示:
图2的4图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是:
对本题有两种不同的理解。
观点1:当一个种群在有限的环境中生活时,随着种群密度的上升,由于食物,空间和其它生活条件的限制,种群的出生率会下降,死亡率会增高,导致增长率逐渐下降。
当种群数量增长到环境条件容纳极限时,数量不再增加,出生率等于死亡率,增长率为零。
答案是D。
观点2:增长率是一个百分值。
例如,一个种群的个体数量开始为100,在一个月中,变为120,那么,该种群的月增长率为20%。
而增长速率则是经常以变化量除以时间,单位是个/天或千个/年,表示的是纵坐标差值与横坐标差值的比值,即△y/△x,相当于斜率,所以D实际是小球藻的增长速率。
在“S”型曲线中,增长率应一直下降,所以选C。
到底什么是种群数量增长率?
由题图可知,小球藻种群数量增长呈“S”型增长。
此题所提供的答案选D,即种群数量增长率先上升后下降。
然而这个答案与现行高中生物教材(必修第二册2004年9月第二版)中有关种群数量增长率的理解相悖。
在现行高中教材:在食物、养料和空间充裕,气候适宜,没有敌害等理想条件下,种群的数量往往会出现“J”型增长,每年的增长率不变;而在自然界中,环境条件是有限的,个体间由于有限的空间、食物和其它生活条件而引起的种内斗争必然加剧,以该种群为食的捕食者的数量也会增加,这就会使这个种群的出生率降低,死亡率增高,从而使种群数量的增长率下降。
当种群数量达到环境条件所允许的最大值(以K表示)时,种群数量将停止生长,有时候在K值左右保持相对稳定。
假定种群的增长率随着种群密度的增加而按一定比例下降,种群数量达到K值以后保持相对稳定,那么种群数量增长出现“S”型增长。
很明显,教材认为,呈“J”型增长曲线的种群种群增长率是不变的,大概类似于供选答案中的A;呈“S”型增长曲线的种群种群增长率是不断下降的,大概类似于供选答案中的c(但也不尽相同)。
而该试题所提供的答案却是先上升后下降。