种群的数量变化ppt课件

4.2 种群的数量变化 本节聚焦 一、建构种群增长模型的方法 二、种群增长的“J”型曲线 三、种群增长的“S”型曲线 四、种群数量的波动和下降 五、研究种群数量变化的意义 问题探讨 在营养和生存空间没有在营养和生存空间没有 限制的情况下，某种细菌每限制的情况下，某种细菌每 2020分钟就通过分裂繁殖一代分钟就通过分裂繁殖一代 。 时间（ min) 20 4060 80100 120 140160 180 分裂次数 细菌数量 （个） 2481632 64128 256 512 123456789 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。 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。 1、n代细菌数量的计算公式： 2、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： Nnn 目标一、建构种群增长模型的方法 描述、解释和预测种群数量的变化，常常 需要建立数学模型。 数学模型：是是用来描述用来描述一个系统或或它的性质的 的 数学数学形式形式。 数学模型数学模型的表现形式可以为的表现形式可以为公式、图表等形式等形式 。 精确直观 方法步骤： 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 度增加的影响 N Nn n n n 观察、统计细菌数量， 对自己所建立的模型进 行检验或修正 提出合理的假设 根据实验数据，用 适当的数学形式对 事物性质进行表达 通过进一步的实验 或观察等，对模型 进行检验或修正 二、种群增长的“J”型曲线 在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的呢？ 澳大利亚最惨重的生 物入侵事件兔灾 “人兔之战” 澳洲大陆上原本没有兔子，1859年，名为托马斯奥斯汀 的英格兰农场主携带了24只欧洲兔子来到了澳大利亚 对于欧洲兔子而言澳洲就是天堂：没有鹰、狐狸和狼等天 敌，气候宜人，遍地是可口的青草，土壤疏松，打洞做窝 也非常方便 兔子拥有“超强”繁殖能力，仅用了四十多年的时间就占领 了整个澳洲大陆，1929年更是创纪录的达到了100亿只 植被丧失再生能力，几十种原生动物灭绝，遍地是洞使机 械农业无法开展 猎杀、布网、堵洞，投毒，引入天敌，筑篱笆，终失败 引入寄生于美洲兔，依靠蚊子传播的病毒粘液瘤病毒， 病毒对于其他生物均无害，但对欧洲兔子来说是致命的。 实例二：在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，这个种群数 量的增长如下图所示。 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 线大致呈什么型？ 实例三：凤眼莲（水葫芦）原产于南美，仅以一种观赏性植 物零散分布，1844年在美国的博览会上曾被喻为“美化世界 的淡紫色花冠”。自此以后凤眼莲被作为观赏植物引种栽培 ，现已在亚、非、欧、北美洲等数十个国家造成危害。1901 年作为花卉引入中国，30年代作为畜禽饲料引入中国内地各 省，并作为观赏和净化水质的植物推广种植，后逃逸为野生 。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌 ，在我国南 方江河湖泊中发展迅速，目前我国有这种凤眼莲184万吨， 成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一。 “J”型曲线 自然界自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增确有类似的细菌在理想条件下种群数量增 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，曲线大致呈画出曲线来表示，曲线大致呈“”型型 时 间 种群数量 时 间 增长率 产生条件：产生条件： 理想状态理想状态食物充足，空间不限，食物充足，空间不限， 气候适宜，没有天敌等；气候适宜，没有天敌等； 增长特点：增长特点： 持续增长持续增长种群种群数量每年以一定数量每年以一定的的 倍数倍数增长，第二年是第一年的增长，第二年是第一年的倍。倍。 量的计算：量的计算：t t年后种群的数量为年后种群的数量为 Nt = N0t 注解：N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该 种群的数量，为一年前种群数量的倍数。 例：例：实验室条件下、外来物种入侵、外来物种入 侵早期阶段。 在自然界中 食物有限 空间有限 种内斗争 种间竞争 天敌捕食 环境阻力 如何验证这个观点？ 生态学家高斯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24h统计一次大 草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示的结 果。 三、种群增长的“S”型曲线 概念：在资源和空间 有限时，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 K值：值：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所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成为能维持的种群最大数量成为环境容纳量，又，又称称K值。 K=375 如：大草履虫种群的增长曲线 时 间 增长率 对种群增长的“S”型曲线的分析 潜伏期，个体数 量较少增长缓慢 加速期，个体数量 增加，增长加速 饱和期，增 长速率为零 减速期， 增长缓慢 转折期，增长速率最快K/2 K值 种群增长速率不断低 种群数量K/2 K值时 种群数量达到K值时 种群增长速率为零,但 种群数量达到最大， 且种内斗争最剧烈。 种群数量在 K/2值时 种群增长速率最大 种群数量由0K/2值时 种群增长速率增大 种群增长的“S”型曲线 产生条件： 自然条件(现实状态)食物等资源和空间总是 有限的，当种群密度增大时，种内斗争不断加剧，天 敌数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死亡率 增高。 增长特点： 种群数量达到环境所允许的最大值（K值），将停 止增长并在K值左右保持相对稳定。 存在环境阻力 种群密度越大 环境阻力越大 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 讨论：从环境容纳量（K值）的角度思考： 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？ 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K/2水平。这 是因为在这个水平上种群增长量最大 。 家鼠的繁殖力很强，种群数量每天可增 加1.47%，对家鼠等有害动物的控制，应采取 什么措施？ 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，减少它们挖造巢穴的场所；养 殖或释放它们的天敌，等等。 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。 用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线 1、达尔文的观点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； 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？ 四、种群数量的波动和下降 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东亚飞蝗种群数量的波动 在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡 影响种群数量变化的因素 种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率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。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 种群数量的变化 气候、食物、被捕食、传染病等 增或减 增长、波动、下降等 影响种群数量变化的因素 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 研究种群数量变化有何意义？ （1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。 （2）为人工养殖及种植业中合理控制种群数 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，为害虫的 预测及防治提供科学依据。 （4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。 1在下列图中，表示种群在无环 境阻力状况下增长的是( )B 课堂练习 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 C、缓慢上升 D、迅速上升 A 3、种群的指数增长（J型）是有条件的，条件 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 C 4、右图为鱼塘中鱼的数量增长曲线，为了使鱼塘的总产量达到 最大值，应该做到适时捕捞。下列做法中正确的是( ) A超过T4时捕捞，使剩余量保持在K B超过T3时捕捞，使剩余