第2节-种群数量的变化

1、第第2 2节节 种群数量的变化种群数量的变化 2021/3/262 1、怎样建构种群数量增长的模型、怎样建构种群数量增长的模型? 2、种群的数量是怎样变化的、种群的数量是怎样变化的? 3、什么是环境容纳量？、什么是环境容纳量？ 4、影响种群数量变化的因素有哪些？、影响种群数量变化的因素有哪些？ 本节聚焦本节聚焦 2021/3/263 一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法 在营养和生存空间没有限制的情况下在营养和生存空间没有限制的情况下,某某1个细个细 菌每菌每20分钟分裂繁殖一代讨论分钟分裂繁殖一代讨论: n代细菌数量的计算公式代细菌数量的计算公式? 72小时后由一个细菌分裂产

2、生的细菌数量是多小时后由一个细菌分裂产生的细菌数量是多 少少? 解解:n:n 60min x72h60min x72h20min20min216216 N Nn nn n 2 2216216 2021/3/264 数学模型数学模型:用来描述一个系统或它的性质的数学形用来描述一个系统或它的性质的数学形 式式 建立数学模型一般包括以下步骤建立数学模型一般包括以下步骤: 观察研究对象观察研究对象, 提出问题提出问题 提出合理的假设提出合理的假设 通过进一步的实验或观察等，通过进一步的实验或观察等， 对模型进行检验或修正对模型进行检验或修正 根据实验数据，用适根据实验数据，用适 当的数学形式对事物当的

3、数学形式对事物 的性质进行表达的性质进行表达 细胞每细胞每20min20min分裂一次分裂一次 资源空间无限多资源空间无限多, ,细菌种群细菌种群 的增长不受种群密度增加的的增长不受种群密度增加的 影响影响 观察、统计细菌数量观察、统计细菌数量, , 对自己所建立的模型对自己所建立的模型 进行检验或修正进行检验或修正 2021/3/265 将数学公式（将数学公式（Nn2n）变为曲线图）变为曲线图 时间时间 分钟分钟 20 40 60 80 10 0 12 0 14 0 16 0 18 0 细菌细菌 数量数量 曲线图与数学方程曲线图与数学方程 式比较式比较,优缺点优缺点? 直观直观, 但不够精确

4、。但不够精确。 2 4 8 16 32 64 128 256 512 2021/3/266 细菌的数量个 理想条件下细理想条件下细 菌数量增长的推测菌数量增长的推测: : 自然界中有此类型自然界中有此类型 吗吗? ? 二、种群增长的二、种群增长的“J J”型曲线型曲线 2021/3/267 2021/3/268 2021/3/269 “J”型增长的数学模型型增长的数学模型 1 1、模型假设、模型假设: : 理想状态理想状态食物充足食物充足, ,空间不限空间不限, ,气候适宜气候适宜, , 没有敌害等没有敌害等; ; （N N0 0为起始数量为起始数量, , t t为时间为时间,N,Nt t表示

5、表示t t年后该种群年后该种群 的数量的数量,为年均增长率）为年均增长率） 2 2、种群、种群 “J J”型增长的数学模型公式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种群的数量每年以一定的倍数增长, ,第二年是第二年是 第一年的第一年的倍倍。 2021/3/2610 3.3.增长特点增长特点: : 种群的增长率是一定的种群的增长率是一定的; ; 种群数量没有上限种群数量没有上限; ; 增长率曲线增长率曲线 时间时间 种群数量种群数量 2021/3/2611 凤眼莲凤眼莲 2021/3/2612 紫茎泽兰 2021/3/2613 飞机草 2021/3/2614

6、2021/3/2615 例例 生态学家高斯的实验生态学家高斯的实验: : 种群经过一定时种群经过一定时 间的增长后，间的增长后，数数 量趋于稳定量趋于稳定 曲线，称为曲线，称为“S” 型曲线型曲线 大草履虫种群的增长曲线大草履虫种群的增长曲线 讨论讨论2:2:大草履虫的增大草履虫的增 长呈长呈“S S”型曲线的原型曲线的原 因有哪些因有哪些? ? 2021/3/2616 食物有限食物有限 空间有限空间有限 种内斗争种内斗争 种间竞争种间竞争 天敌捕食天敌捕食 资源有限资源有限 阻滞生长阻滞生长 资源有限条件下的种群增长资源有限条件下的种群增长 三、种群增长的三、种群增长的“S S”型曲线型曲线

7、 2021/3/2617 种群数量达到环境所允许的最大值（种群数量达到环境所允许的最大值（K K值）后值）后, ,将将 停止增长并在停止增长并在K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。 K值：值：在环境条件在环境条件 不受破坏的情况下，不受破坏的情况下， 一定空间中所能维一定空间中所能维 持的持的种群最大数量种群最大数量 称为称为环境容纳量。环境容纳量。 2021/3/2618 A 增长率曲线增长率曲线 2021/3/2619 为了保护鱼类资源不受破坏为了保护鱼类资源不受破坏, ,并能持续地并能持续地 获得最大捕鱼量获得最大捕鱼量, ,应使被捕鱼群的种群数应使被捕鱼群的种群数 量保持在什

8、么水平量保持在什么水平? ?为什么为什么? ? 根据种群增长的根据种群增长的S S型曲型曲 线线, ,应使被捕鱼群的种应使被捕鱼群的种 群数量保持在群数量保持在K/2K/2水水 平。这是因为在这个平。这是因为在这个 水平上种群增长量最水平上种群增长量最 大大 。 2021/3/2620 家鼠的繁殖力很强家鼠的繁殖力很强, ,种群种群 数量每天可增加数量每天可增加1.47%。 理论上理论上, ,在某一区域在某一区域,10,10只家鼠在只家鼠在100100天后的天后的 数量将会达到多少数量将会达到多少? ? 你考虑应当采取什么措施来控制家鼠的数你考虑应当采取什么措施来控制家鼠的数 量才是最有效的量

9、才是最有效的? ? 10（1+1.47%） 100 同一种群的同一种群的K K值会受到环境的影响。值会受到环境的影响。 2021/3/2621 思考思考 怎样做才是保护大熊猫的怎样做才是保护大熊猫的 根本措施根本措施? ? 建立自然保护建立自然保护 区区,改善大熊猫改善大熊猫 的栖息环境的栖息环境,提提 高环境容纳量。高环境容纳量。 2021/3/2622 “J”型曲线型曲线 “S”型曲线型曲线 形成条件形成条件 适用范围适用范围 增长率增长率 变化变化 K 值值 理想条件下理想条件下 资源无限资源无限 自然条件下自然条件下 资源有限资源有限 实验室和种群迁入实验室和种群迁入 新的环境中最初的

10、新的环境中最初的 一段时间内的增长一段时间内的增长 一般自然种群一般自然种群 的增长的增长 不不 变变 变变 化化 无无有有 2021/3/2623 K K值是环境最值是环境最 大容纳量大容纳量, ,环环 境阻力代表自境阻力代表自 然选择的作用。然选择的作用。 农、林、牧业农、林、牧业 生产就是在这生产就是在这 个范围内谋求个范围内谋求 产量的提高产量的提高, , 其潜力有一定其潜力有一定 限制。限制。 2021/3/2624 四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动 2 1 2021/3/2625 影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的

11、因素 直接因素直接因素( (内因）内因）: : 间接因素（外因）间接因素（外因）: : 重要因素重要因素: :人类的活动人类的活动 出生率、死亡率、迁入率、迁出率出生率、死亡率、迁入率、迁出率 食物、气候、传染病、天敌食物、气候、传染病、天敌 2021/3/2626 （1 1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。）有利于野生生物资源的合理利用及保护。 （2 2）为人工养殖及种植业中合理控制种群）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。数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。 （3 3）通过研究种群数量变动规律）通过研究种群数量变动规律, ,为害虫的预为害虫的预 测及防

12、治提供科学依据。测及防治提供科学依据。 （4 4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。 2021/3/2627 云豹的保护云豹的保护苍鹭的保护苍鹭的保护野猪的保护野猪的保护 救护被困的鲸鱼救护被困的鲸鱼全力防蝗减灾全力防蝗减灾 2021/3/2628 1 1在下列图中在下列图中, ,表示种群在无环表示种群在无环 境阻力状况下增长的是境阻力状况下增长的是 B 2021/3/2629 2.2.在一个相对封闭的小型牧场内在一个相对封闭的小型牧场内, ,迁入迁入 一小群绵羊一小群绵羊,8,8年后发展到年后发展到500500只左右只左右, , 这个羊群数量会这个羊群数量

13、会 A A、维持在一个水平上、维持在一个水平上 B B、不断下降、不断下降 C C、缓慢上升、缓慢上升 D D、迅速上升、迅速上升 A A 2021/3/2630 3 3、当种群数量达到当种群数量达到K K值时值时, ,可能出现的现可能出现的现 象是（）象是（） A A、生态因素对该种群的影响没有作用、生态因素对该种群的影响没有作用 B B、种群的增长率保持相对稳定、种群的增长率保持相对稳定 C C、食物将不再是限制种群发展的因素、食物将不再是限制种群发展的因素 D D、出生率再也不会超过死亡率、出生率再也不会超过死亡率 B B 2021/3/2631 4.4.“食人鱼食人鱼”是一种肉食鱼是一

14、种肉食鱼, ,一旦进入自然生一旦进入自然生 态水域态水域, ,就会造成严重的生态灾难。假如该物就会造成严重的生态灾难。假如该物 种进入湖泊生态系统种进入湖泊生态系统, ,以下哪种曲线能准确表以下哪种曲线能准确表 达其种群数量变化的特点达其种群数量变化的特点 B C D B C D A 2021/3/2632 5 5下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生 长曲线图长曲线图, ,曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制 使种内斗争增加（使种内斗争增加（ ） A ACDCD段（增长速度慢）段（增长速度慢）B BDEDE段（速度

15、加快）段（速度加快） C CEFEF段（变化速率加快）段（变化速率加快） D DFGFG段（速度逐渐变慢）段（速度逐渐变慢） D 2021/3/2633 6 6、自然界中生物种群增长常表现为、自然界中生物种群增长常表现为“S”S” 型增长曲线。下列有关种群型增长曲线。下列有关种群“S”S”型增长型增长 的正确说法是的正确说法是（ ） A.“S”A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的型增长曲线表示了种群数量和食物的 关系关系 B.B.种群增长率在各阶段是不相同的种群增长率在各阶段是不相同的 C.“S”C.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无型增长曲线表示了种群数量与时间无 关关 D.D.种群增长不受种群密度制约种群增长不受种群密度制约 B 2021/3/2634 如果种群处在一个理想的环境中如果种群处在一个理想的环境中,没有资源和没有资源和 空间的限制空间的限制,种群内个体的增长曲线是种群内个体的增长曲线是 ,用用 达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有 的特征。如果将该种群置于的特征。如果将该种群置