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1、第第2 2节节 种群数量的变化种群数量的变化一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法1.数学模型：数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式是用来描述一个系统或它的性质的数学形式2.数学模型建构的步骤数学模型建构的步骤研究实例研究实例研究方法研究方法细菌每细菌每20min分裂一次分裂一次观察研究对象，提出问题观察研究对象，提出问题在资源和空间无限多的环在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响会受种群密度增加的影响提出合理的假设提出合理的假设Nn=2n ， N代表细菌数量，代表细菌数量，n表示第几代表示第几代根据实验数据，用适当的
2、根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进数学形式对事物的性质进行表达行表达观察、统计细菌数量，对观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检自己所建立的模型进行检验或修正验或修正通过进一步实验或观察通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或等，对模型进行检验或修正修正细菌种群的增长曲线细菌种群的增长曲线种群数量种群数量时间时间环颈雉种群增长环颈雉种群增长500500100010001500150039391937193740404242年年种群数量种群数量二、种群的数量变化二、种群的数量变化1.种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线自然界确有类似细菌在自然界确有类似细菌在理想条件下理想条件下
3、理想条件下理想条件下种群数量增种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型型v模型假设：在食物和空间条件模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、敌害等条件充裕、气候适宜、敌害等条件下，种群的数量每年以一定的下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第倍数增长，第二年的数量是第一年的一年的倍。倍。v建立模型：建立模型：t年后种群数量为：年后种群数量为： v Nt = N0 t v模型中各参数的意义：模型中各参数的意义： N0为某为某种动物种群的起始数量，种动物种群的
4、起始数量，t为时为时间，间， Nt表示表示t年后该种群的数年后该种群的数量，量，表示该种群数量是一表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。年前种群数量的倍数。种群数量种群数量时间时间2. “J”型增长的数学模型型增长的数学模型二、种群的数量变化二、种群的数量变化3.种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线种群数量种群数量1 2 3 4 5 6100200300400K=375t/d大草履虫种群的增长曲线大草履虫种群的增长曲线种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为增长曲线，称为“S”型曲线型曲线在在环境条件不受破坏的环境条件不受破坏的环境条件不
5、受破坏的环境条件不受破坏的情况下情况下情况下情况下，一定空间中所，一定空间中所能维持的种群最大数量能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称称为环境容纳量，又称K值，象大草履虫种群的值，象大草履虫种群的K值是值是375个个思考与讨论思考与讨论提示：对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药提示：对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降物捕杀等措施。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
6、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，等等。它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。同一种群的同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。值不是固定不变的，会受到环境的影响。 4.影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素1、野生生物资源合理利用和保护、野生生物资源合理利用和保护鱼类的捕捞鱼类的捕捞2、害虫的防治、害虫的防治蝗虫的防治蝗虫的防治研究种群数量变化有何意义？研究种群数量变化有何意义？直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出间接因素：食物、气候、传染病、天敌间接因素：食物、气候、传染
7、病、天敌重要因素：人类的活动重要因素：人类的活动苍鹭的保护苍鹭的保护云云豹豹的的保保护护野猪的保护野猪的保护救救护护被被困困的的鲸鲸鱼鱼全力防蝗减灾全力防蝗减灾三、研究种群数量变化的意义三、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合理利用和保护野生生物资源2为防治有害生物提供科学依据为防治有害生物提供科学依据练习练习P69基础题基础题1.提示：在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优提示：在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈越条件下，种群可能会呈“J”型增长。例如，澳大利亚昆虫型增长。例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达学家曾对果园中蓟
8、马种群进行过长达14年的研究，发现在环年的研究，发现在环境条件较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的境条件较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”型增长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，型增长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长。随着种群密度的增加，种内竞种群数量可能会出现迅速增长。随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，这就是这就是“S”型增长。例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种型增长。例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长，常常具有群增长，
9、常常具有“S”型增长的特点。型增长的特点。2.2.提示：（提示：（1 1）以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据）以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线。表中数字画曲线。（2 2）食物充足，没有天敌，气候适宜等。）食物充足，没有天敌，气候适宜等。（3 3）作为食物的植物被大量吃掉，导致食物匮乏；自然灾）作为食物的植物被大量吃掉，导致食物匮乏；自然灾害等。害等。拓展题拓展题提示：这是涉及最大持续产量的问题。关于最大持续产量，提示：这是涉及最大持续产量的问题。关于最大持续产量，可以查阅生态学专著。还可以请教有经验的人或访问相关网可以查阅生态学专著。还可以请教有经验的人或访问相关网站，了解单位面积水面应放养的鱼的数量。站，了解单位面积水面应放养的鱼的数量。K时间种群数量种群数量1 2 3 4 5 6100200300400K=375t/d大草履虫种群的增长曲线种群增长的“S”型曲线J 型曲线型曲线种群数量种群数量时间时间环颈雉种群增长环颈雉种群增长500100015003919374042年年种群数量种群数量种群数量的变化种群数量的变化种群种群数量数量出生出生迁入迁入死亡死亡迁出迁出 种群数量种群数量1913 1917年份年份2468东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动101921 1925 1929 1933 1937
