种群数量的变化-2

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1、1.种群最基本的数量特征是什么？ 2. 能够直接决定种群大小变化的特征是什么？ 3.能够预测种群变化方向的特征是什么？ 4. 能够间接影响种群个体数量变动的特征是什么？,种群密度,出生率和死亡率、迁入率和迁出率,年龄组成,性别比例,复习回顾,决定种群的 大小和密度,种群密度,种群数量,出生率和死亡率,性别比例,年龄组成,预测变 化趋势,直接影响,迁入率和迁出率,影响数 量变动,种群的各种特征之间有什么关系？请用相应的文字和箭头来说明。,4.2 种群数量的变化,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？,在食物(养料)和空间条件充裕

2、、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？,思考,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,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？ 2、n代细菌数量的计算公式？,Nn1n,解：n 60min x72h20min216 Nn2216,一、建构种群增长模型,一、建构种群增长模型的方法,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,3、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为mi

3、n）产生后代的数量,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。,曲线图： 直观，但不够精确 数学公式： 精确，但不够直观,曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？,食物充足,空间充裕,环境适宜,没有天敌,资源无限 指数生长,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。,建构种群增长模型的方法,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,观察研究对象，提出问题,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

4、响,Nnn,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,数学模型,用来描述一个系统或它的性质的数学形式,澳大利亚野兔的扩张,1859年，一位英国人带着24只兔子来到这里，到了1926年这些兔子的后代超过100亿只!,理想条件下的种群增长模型,澳大利亚野兔的扩张,1859年，一位英国人带着24只兔子来到这里，到了1926年这些兔子的后代超过100亿只!,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19371942年期间，这个环颈雉种群的增长大致符合“J”型曲线（右图）。,实例二,理想条件下的种群增长模型,二种群

5、增长的“”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？,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？,世界人口的指数增长曲线,实例三,理想条件下的种群增长模型,实例四,理想条件下的种群增长模型,J型增长的数学模型,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，表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。,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倍。,建立模型：t年后种群数量为： Nt = N0 t,二、种群增长的“J”

6、型曲线,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；,增长特点：,种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。,量的计算：t年后种群的数量为,Nt=N0t,（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数 量，-1为年均增长率）,适用情形： 实验室条件下、当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时的最初一段时间,计算：,某一地区2001年人口普查时有10万人，2002年比2001年增长1。请预测，按照此生长速度，2006年该地区的人口将有多少？,Nt10（1+1）2006-2001,问题探讨 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？

7、,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。,在大自然中,食物有限,空间有限,种内斗争,种间竞争,天敌捕食,环境阻力,种群密度越大环境阻力越大,、,“J”型增长能一直持续下去吗？,问题：,“J”型增长能一直持续下去吗？,存在环境阻力,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（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

8、次数据，经过反复实验，结果如下：,高斯对大草履虫种群研究的实验,请绘制大草履虫的种群增长曲线,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？,大草履虫种群的增长,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/2,转折期，增长速率最快,K值：环境容纳量,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,减速期，增长缓慢,稳定期，增长速率为零,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。,1.同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的

9、影响。,2.NK2，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。,产生条件：存在环境阻力：,自然条件（现实状态）食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高,当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止， 有时会稳定在一定的水平,种群增长的“”型曲线,增长特点：,种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。,30,种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系,图乙的fg段相当于图甲的ac段 图乙的g点相当于图甲的c点 图乙的gh段相当于图甲的cd段 图乙的h点相当于图甲的de段,种群增

10、长的“”型曲线,0K/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,增长速率变化：,种群数量变化：,在K值时达到最大,t0,t1,t2,种群增长的“”型曲线,在生产中的应用,K/2,种群增长曲线的生产生活中的应用： 有害动物的防治，应通过降低其环境容纳量 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。 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）。,K/2的应用 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，

11、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。,K/2,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？,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K2水平。这是因为在这个水平上种群增长量最大 。,有害生物防治：务必及时控制种群数量，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),K/2的应用,K/2,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

12、；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,同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响,思考,怎样做才是最有效的灭鼠措施？,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。,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。,总结,比较种群增长两种曲线的联系与区别,环境资源无限,环境资源有限,无， 持续保持增长,有K值,环境阻力,K值：环境容纳量,食物不足 空间有限 种内斗争 天敌捕食 气候不适 寄生虫 传染病等,种群增长的 “J”型曲线,种群增长的

13、 “S”型曲线,40,用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线,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。,“J”型曲线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？,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,种群数量的波动和下降,（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

14、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。,四、种群数量的波动和下降,种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化,环境因素,种群的出生率、死亡率、迁出和迁入率,种群数量的变化,影响种群数量变化的因素,1、为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导 。 既要使生物资源的产量达到最大，又不危害生物资源的可持续发展，砍伐、捕捞、狩猎后，保证种群的增长速率为最大值。 2、为人工养殖及种植业中合理控制

15、种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。 3、通过研究种群数量变动规律，为有害生物的预测及防治提供科学依据。 降低环境的负荷量（K值）。如鼠害防治可通过严密封存粮食、清除生活垃圾、保护老鼠的天敌等措施来降低K值。 4、为引进外来物种提供理性的思考。 必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害，即是否会构成生物入侵。,五、研究种群数量变化的意义,苍鹭的保护,野猪的保护,救护被困的鲸鱼,全力防蝗减灾,云豹的保护,例1.下列关于S型曲线的说法，与事实相符的是 A、防治农业害虫应把害虫数量控制在K/2处 B、若该种群为海洋经济鱼类，种群数量最好保持在c水平 C、ab段种群数量增长速率变慢，其原

16、因是受天敌、资源等影响。 D、a点种内斗争最激烈,C,如果种群处在一个理想的环 境中，没有自然和空间的限制， 种群内个体数量的增长曲线是 _。 如果将该种群置入有限制的自然 环境中，种群内个体数量的增长曲 线是_，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表示_。 影响种群密度的主要因素是种群的_、_、_和_。,例2、下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，请仔细分析图中去先后回答下列问题：,a,b,a,b,在生存斗争过程中淘汰的个体数,死亡率,出生率,性别比例,年龄组成,1、自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正确说法是（ ） A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系 B.种群增长率在