《种群数量的变化》PPT课件.ppt

1.种群的数量特征及其之间的关系,迁出率,迁入率,出生率,年龄组成,基本特征,2.调查种群密度的方法：,问题回顾,样方法和标志重捕法,4.2 种群数量的变化,.,【课标点击】 教学目标: 、知识方面:用数学模型解释种群数量的变化。 、能力方面:说明建构种群增长模型的方法。 、情感态度与价值观方面:关注人类活动对种群数量变化的影响。 学习重点：尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化。 学习难点：建构种群增长的数学模型。,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。,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1.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。,问题探讨：,2n代细菌数量的计算公式是： 372小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,Nn2n,解：n 60 min 72 h20 min216 Nn2n 2 216,4.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。,将数学公式（N=2n)变为曲线图,曲线图与数学方程式比较，有哪些 优缺点？,曲线图：更直观(不够精确) 数学方程式：更精确（不够直观）,思考,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。,一、建构种群增长模型的方法,1、数学模型概念: 用来描述一个系统或它的性质的数学形式,2、建立数学模型一般步骤,建立数学模型一般包括以下步骤：,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,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,研究实例,研究方法,一、建构种群增长模型的方法,3. 数学模型的表现形式：,坐标式（曲线图、柱状图）,数据分析表格式,数学方程式,Nn=2n,方程式精确,曲线图直观,增长类型,种群数量变化的类型：,“J”型曲线,细菌的数量个,理想条件下细菌数量增长，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标，曲线则大致呈“ J ”型。,二、种群增长的“J”型曲线,自然界中有此类吗？,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。,实例2：凤眼莲（水葫芦）,实例2：凤眼莲,又称水葫芦。是目前世界上危害最严重的多年生恶性水生杂草之一。 原产南美，1901年作为一种花卉引入我国，5060年代作为猪饲料推广种植，并发展为水质净化种类，后逸为野生。 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%。在云南省昆明市滇池内，1994年凤眼莲的覆盖面积约达10 km2。,实例3: 20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿,这3个实例中，种群呈“J”型增长的原因有哪些？,食物充足,空间充裕,环境适宜,没有敌害 ,资源无限 指数生长,种群增长的型曲线,模型建立,“J”型增长的数学模型,1、模型假设：,理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；,（N0为起始数量，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）,2、种群“J”型增长的数学模型公式：,Nt=N0 t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。,分析特点,不变,2,4,8,16,32,64,128,256,512,增长率r (个/20min个),增长率稳定,(4-2)/2 =1,1,1,1,1,1,1,1,Nt=N0=2,0,2,2,2,2,2,2,2,2,2,1,总结,1.条件：食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；,二.种群增长的“J”型曲线：,4.产生的时期：新物种迁入的开始阶段 或实验条件下,3.特点：种群的增长率不变,Nt=N0 t,2.数学模型公式：,练习,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,“J”型增长能一直持续下去吗？,自然界的资源和空间总是有限的；当种群数量增加时种内竞争就会加剧；捕食者也会增加。,存在环境阻力,实例,高斯（Gause，1934）把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：,请你绘制大草履虫的种群增长曲线！,实例 生态学家高斯的实验,大草履虫种群的增长曲线,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。,“S”型曲线,食物等资源和空间有限（存在环境阻力）,三、种群增长的“S”型曲线,1.产生条件：,2.特点：,说明：同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。,讨论,讨论：从环境容纳量（K值）的角度思考： （1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？,（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？,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。,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息境，提高环境容纳量。,特点二,种 群 数 量 “S” 型 增 长 曲 线,（种群数量）,K/2,K,D: 出生率死亡率，即 种群数量处于K值。,1：种群数量达到K值时， 种群,增长停止,2：种群数量在 K/2值时， 种群,增长最快,3：种群数量小于K/2值时 种群,增长逐渐加快,4：种群数量大于K/2值时 种群,增长逐渐减慢,B: 出生率与死亡率之差 最大，即种群数量处于 K/2值。,增长率为0,增长率最大,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 水平。这是因为在这个水平上种群增长率最大 。,k/2,K值是环境最大容纳量。环境阻力代表自然选择的作用。,小结,理想条件下 资源无限,自然条件下 资源有限,实验室和种群迁入新的环境中最初的一段时间内的增长,一般自然种群的增长,不变,变化,无,有,4种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？,思考？,大多数种群的数量总是在波动之中的，,四、种群数量的波动和下降,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,例子,在Faroe Islands上， 捕鲸现场成了血的海洋,在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡,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,种群数量的变化,影响种群数量变化的因素,影响种群数量变化的因素,直接因素(内因）：,间接因素（外因）：,重要因素：人类的活动,出生率、死亡率、迁入率、迁出率,食物、气候、传染病、天敌,保护,苍鹭的保护,云豹的保护,野猪的保护,救护被困的鲸鱼,全力防蝗减灾,有利于野生生物资源的合理利用及保护。 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。 为引进外来物种提供理性的思考。 ,研究种群数量变化有何意义？,建构种群增长数学模型的方法包括以下步骤：,1.提出合理的假设 2.对模型进行检验或修正 3.用适当的数学形式对事物的性质进行表达 4.观察研究对象，提出问题 A.1234 B.2314 C.4132 D.4123,C,课堂练习,下列对阴影部分的解释正确的是（ ）,环境中影响种群增长的阻力 环境中允许种群增长的最大值 其数量表示种群内迁出的个体数 其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数 A. B. C. D. ,C,q,某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长率 随时间变化的曲线，下列叙述正确的是（ ） A.在T0-T2时，种群数量呈“J”型增长 B.若在T2时种群的数量为N，则在T1时种群的 数量为N/2； C.捕获该鱼的最佳时期为T2时 D.在TI-T2时，该鱼种群数量呈下降趋势。,B,叶蜂产卵于叶上；泥蜂储存其他昆虫的幼虫为子代的食物；蜜蜂的幼虫由工蜂直接喂养。这三种蜂的生存曲线依次是（ ） A.甲乙丙 B.乙丙甲 C.乙甲丙 D.甲丙乙,100 50,生 存 率（%),甲,乙,丙,A,卵 成虫,1种群数量的最大点在 ； 2种群数量增长最快的在 ； 3该种群的增长率由缓慢到逐渐加快是在 年后开始的；环境阻力增长是在 年开始 4既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受到破坏，应该使该动物种群数量保持在图中 点所代表的水平上；,因为在这个水平上（ ） A.种群数量相对稳定 B.种群增长率最