二种群数量的变动 (2).ppt

第2节种群数量的变化,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,温故而知新：1、种群密度的调查方法。2、种群的特征有哪些？其中最基本的数量特征是什么？3、直接影响种群密度的特征是什么？4、能预测种群密度变化趋势的特征是什么?5、你认为有哪些因素能影响种群数量？,假设你父亲承包了一个水库养鱼虾，如果一次投放的幼苗过多或延迟捕捞，由于环境的负载能力限制，而不能达到效益的最优化；相反，如果大量捕捞，使鱼虾数量大大减少，其种群往往要经过相当长的延滞期才能进入快速增长期，对生产极为不利。那什么时候是捕捞的最佳数量期？问题：如何合理利用和保护生物资源？问题：种群的数量变化有怎样的规律？,问题的提出,大肠杆菌,讨论：1、n代细菌的数量是多少？计算公式是什么？2、72H后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,解：nminxhminNnn,n,Nn,一、构建种群增长模型的方法,数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式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,Nn=2n，N代表细菌数量，n表示第几代,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,讨论：请你计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，完成表格！,4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线,2,4,1,2,曲线图与数学公式比较，优缺点？,曲线图：直观，但不够精确。数学公式：精确，但不够直观。,数学公式：Nn=1X2n,实例1：澳大利亚野兔,实例二：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。,实例三：在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在19371942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？,二、种群增长的“J”型曲线,2、建立模型：t年后种群的数量为,Nt=N0t,实例：实验室条件下、外来物种入侵、迁移入新环境。,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。,1、模型假设：理想状态：,食物充足，空间不限，气候适宜，没有天敌等；,时间,（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，）,分析种群增长的“J”型曲线的种群增长率和种群增长速率,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，种内斗争不断加剧，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。,三、种群增长的“S”型曲线,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。,三、种群增长的“S”型曲线,种群增长速率不断降低,种群数量K/2K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,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,潜伏期，个体数量较少增长缓慢,减速期，增长缓慢,饱和期，增长速率为零,比较种群增长两种曲线的联系与区别,环境资源无限（理想条件）,环境资源有限,每年以一定的倍数增长,增长一段时间后，趋于稳定,无,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,均为增长型曲线,针对训练：完成“S”型曲线分析：,分别分析B点和D点时的出生率和死亡率情况。B点：出生率_死亡率D点：出生率_死亡率一开始AB段数量增长慢的原因是_数量增长最快的是_段，其原因是_。CD段增长速度变慢的可能原因是_。D点达到最大值K值，K值的含义是_,=,适应新环境,BC,食物空间充足，条件适宜且种内斗争较弱,资源空间有限，种内斗争加剧，天敌增多，导致出生率下降，死亡率升高,环境容纳量即能维持该种群的最大数量,你认为K值是个固定值吗，为什么？在追求人与自然和谐相处的过程中，如何控制有害生物，如何保护濒危物种。试从环境容纳量上分析保护大熊猫和控制鼠害的根本措施。,不是，环境条件的改变会影响K值。,讨论：从“S”线和环境容纳量（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？,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。,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。,实践与应用,（3）渔业捕捞时，应选择什么时期最好？,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,在FaroeIslands上，捕鲸现场成了血的海洋,气候、食物、被捕食、传染病,（2）种群数量变化的类型：,增长，稳定，波动、下降等,自然因素：人为因素：,人类活动等,（1）影响种群数量变化的因素：,五研究种群数量变化有何意义？,云豹的保护,苍鹭的保护,野猪的保护,救护被困的鲸鱼,全力防蝗减灾,本课小结,第四章第二节种群数量的变化,一、建构种群增长模型的方法-数学模型建立数学模型的一般步骤,二、种群增长的“J”型曲线1、“J”型曲线形成的条件2、“J”型增长的数学模型三、种群增长的“S”型曲线1、“S”型曲线形成的条件2、K值3、“J”型曲线与“S”型曲线的比较,四、种群数量的波动和下降五研究种群数量变化有何意义？,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_,用达尔文的进化理论解释，这是由于生物具有_特性。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_。,例：下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，仔细分析图中去先后回答下列问题：,a,b,在生存斗争过程中淘汰的个体,过度繁殖,“食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其种群数量变化的特点,BCD,A,下列因素能引起种群密度增大的有。A、种群中幼年个体增多B、环境中温度条件适宜C、种群中幼年个体减少D、环境中天敌增多E、寄生生物减少,BE,例2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,二、种群增长的“J”型曲线,“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，）,2、种群“J”型增长的数学模型公式：,Nt=N0t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。,种群数量达到K值时，种群,增长停止,种群数量在K/2值时，种群,增长最快,种群数量小于K/2值时种群,增长速率逐渐加快,种群数量大于K/2值时种群,增长速率逐渐减慢,问题探讨,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？,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。,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。,种群数量,种群增长的“J”型曲线（在理想状态下的种群增长）,种群增长的“S”型