第4章第2节 种群数量的变化

K值
种群数量在 K/2值时， 种群— 增长最快 种群数量 大于K/2值时 种群— 增长逐渐减慢
种群数量达到K值时， 种群— 增长停止
K/2 A
“S”型曲线的应用一：指导捕鱼业
1、合理开发利用捕鱼，可持续发展 使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平 2、要获得最大日捕获量 在K值捕获
“S”型曲线的应用二：指导消灭有害生物 例如：家鼠的繁殖力很强，种群数量每天可增加 1.47%
自然界中有没有“J”型增长的例子？
二、种群增长的“J”型曲线:
实例1：澳大利亚本来并没有兔子。 1859年，24只欧
洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来 到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。 这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始 了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的 数量达到6 亿只以上，遍布整个大陆。
将数学公式（N=2n)变为曲线图 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
20
40
60
80
100 120
140
160
180
时间/分钟
曲线图：直观但不够准确
数学模型
概念:
用来描述一个系统或它的性质的数学形式 表现形式:
数学公式法
Nn＝2n 准确但不够直观
坐标曲线法
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第4章 种群和群落
第2节 种群的数量变化
问题回顾 1.种群的数量特征及其之间的关系
种群的数量特征 基本特征 ?
种群密度
取决于
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
年龄组成
性别比例
2.调查种群密度的方法： 样方法和标志重捕法
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20分钟就通过 分裂繁殖一代。 1.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
观察、统计细菌数量， 对自己所建立的模型 进行检验或修正
种群数量变化的特点：
“J”型曲线
增长
波动 “S”型曲线
稳定
下降
二、种群增长的“J”型曲线:
细菌的数量／个
自然界确有类似的细 菌在理想条件下 （实验室条件下）种 群数量增长的形式， 如果以时间为横坐标， 种群数量为纵坐标画 出曲线来表示，曲线 大致呈“Ｊ”型．
二、种群增长的“J”型曲线:
实例2：20世纪30
年代，人们将环颈 雉引入美国的一个 岛屿，在1937-1942 年期间数量变化的 曲线
二、种群增长的“J”型曲线:
实例：凤眼莲
实例三：凤眼莲又称水葫芦。 原产南美，1901年作为一种花卉引入我国，现广泛分布于华 南、华中、华北和东北地区。90年代中期，在我国南方的 一些河道和湖泊，凤眼莲覆盖面积达100%。
A
C、缓慢上升
D、迅速上升
3、种群的指数增长（J型）是有条件的，条 C 件之一是（ ） A．在该环境中只有一个种群 B．该种群对环境的适应比其他种群 优越得 多 C．环境资源是无限的 D．环境资源是有限的
4.如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和 空间的限制，种群内个体的增长曲线是 A ，如 果将该种群置于有限的环境中，种群的数量增长 曲线是 B ，用达尔文进化观点分析，图中阴影 部分表示 通过生存斗争被淘汰的个体数量 。
直观但不够准确
一、建构种群增长模型的方法建立
数学模型一般ຫໍສະໝຸດ Baidu括以下步骤：
观察研究对象， 提出问题 提出合理的假设
细胞每20min分裂一次
资源空间无限多，细菌种群 的增长不受种群密度增加的 影响
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
Nn＝２n
总结：种群增长的Ｊ型曲线
①产生条件： 理想状态——即食物和空间条件充裕，气 一般指实验室条件下或者当新物种入侵时 的曲线。 候适宜，没有敌害等； 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。即每年增长（λ—1）倍，且 增长率不变。不受种群密度的限制。 t N =N λ ③量的计算：t年后种群的数量为 t 0
（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种 群的数量，λ为年均增长率）
[思考]
在自然界中，种群的数量会一直按 照“J”型曲线增长吗？为什么？ 不会。 原因：自然界的资源和空间是有限的。 一般按照“S”型曲线增长。
三、种群增长的“S”型曲线
环境容 纳量
高斯实验：生态学家曾经做过这样一个实验：在0.5mL 培养液中放入 5个大草履虫，然后每隔 24___________ h统计一次大草 不受到破坏 环境容纳量 (又称 的 K值 )：在环境条件 履虫的数量。经过反复实验，得出了如上图所示的结果。 情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量。 从上图可以看出，大草履虫在这个实验环境条件下的最 大种群数量是375个。
减少环境阻 力，增大环境容 纳量。即建立自 然保护区，改善 大熊猫的栖息环 境，提高环境容 纳量。
四、种群数量的波动和下降 讨论：种群数量达到K值后，都能在K 值维持稳定吗？
东亚飞蝗种群数量的波动
大多数种群的数量总是在波动之中的， 在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡
四、种群数量的波动和下降 影响种群数量变化的因素
总结：种群增长的“S”型曲线
条件：自然环境下，即有 环境阻力存在的情况下。 特点：增长速率先增大后 减小，最后变为0，受种 群密度的影响。 关键：有K值，即环境容纳量，且在此值下 增长速率为0。在K/2时，增长速率最大。
总结：“S”型曲线种群增长速率的变化情况
种群数量 小于K/2值时 种群— 增长逐渐加快
①理论上，在某一区域，10只家鼠在100天 后的数量将会达到多少？ 100
10×(1+1.47%)
②你考虑应当采取什么措施来控制家鼠的数 量才是最有效的？ 增大环境阻力，降低环境容纳量，即减少 家鼠的活动范围和食物来源，在最初开始增长 时消灭效果最好。
“S”型曲线的应用三：指导保护珍稀动物
怎样做才是保护大熊猫的根本措施？
分裂次数
细菌数量 （个）
1 2
2 4
3 8
4 16
5 32
6 64
7
8
9
128 256 512
用数学模型的方法描述种群增长趋势
2．72小时后，由一个细菌分裂产生的 细菌数量是多少？
解：n＝ 60 min × 72 h÷20 min＝216 Nn＝2n ＝ 2 216
3．n代细菌数量的计算公式是：
Nn＝2n 数学方程式：准确但不够直 观
三、种群增长的“S”型曲线
导致种群呈“S”型增长的原因是什么？
1．在自然的状态下，生 存空间和食物等资源有限 2．种群内部个体竞争会随 着个体数增加而加剧 3．天敌的制约
总结：自然环境下具有环境阻力
“J”型曲线和“S”型曲线的 比较
①环境阻力和环境容纳量有什么关系？ ②如何增大种群的K值或减少K值？
影响种群密度的因素有
出生率、死亡率、迁入、迁出、 。 性别比、年龄组成、气候、食 物、天敌、人类活动等 种 群 数 量
A B
时间
直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出 间接因素：食物、气候、传染病、天敌 重要因素：人类的活动
五、研究种群数量变化的意义
1．合理利用和保护野生生物资源
鱼类的捕捞
2．为防治有害生物提供科学依据
蝗虫的防治
课堂练习
1．在下列图中，表示种群在无环 境阻力状况下增长的是( B )
2.在一个相对封闭的小型牧场内，迁入 一小群绵羊，8年后发展到500只左右， 这个羊群数量会 ( ) A、维持在一个水平上 B、不断下降