种群数量的变化

假设你家承包了一个水库养鱼虾，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？情境导入种群数量的变化教学目标一、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教学目标一、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”型曲线问题探讨

在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。一、构建种群增长模型的方法时间（min)20406080100120140160180分裂次数数量（个）2481632641282565121234567891、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。2．n代细菌数量Nn的计算公式是：

Nn

＝1×２n3、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。曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？曲线图：直观，但不够精确。数学公式：精确，但不够直观。数学模型：概念：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。数学模型的表现形式可以为公式、图表等形式。

描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。形式：1、观察研究对象，提出问题细菌每20分钟分裂一次，问题：细菌数量是怎样变化的？2、提出合理的假设在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响3、根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达列出表格，根据表格画曲线，推导公式4、通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正观察、统计细菌的数量，对自己所建立的模型进行检验或修正建立数学模型一般包括以下步骤：

在自然界中有没有类似细菌在理想状态下种群数量增长的形式呢？细菌增长曲线实例一：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居，他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。

实例二：凤眼莲原产于南美，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？“J”型①产生条件：

理想状态——食物充足，空间充裕，气候适宜，没有敌害等；②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λ倍．③适用情形：二、种群增长的“Ｊ”型曲线实验室条件下当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时

④量的计算：t年后种群的数量为

Nt=N0

λtN0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为第二年的种群数量是前一年种群数量的倍数

⑤图像：在一个特定培养基中，细菌的数量会一直按照这个方式增长吗？为什么？不会.原因：培养基中的资源和空间是有限的。“J”型增长能一直持续下去吗？在大自然中环境阻力自然界中常见的种群增长曲线？

自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，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．高斯对大草履虫种群研究的实验思考：1、曲线形状象什么？其种群达到基本稳定的数量值称为什么？2、大草履虫数量增长过程如何？三、种群增长的“S”型曲线“S”型曲线K值：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称为环境容纳量。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，增长缓慢稳定（饱和）期，增长速率为零同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。

①资源开发与利用：种群数量达环境容纳量的一半时种群增长速率最大，再生能力最强——把握K/2值处黄金开发点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。K/2的应用②有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达K/2值处(若达K/2值处，可导致该有害生物成灾，如蝗虫的防控即是如此)。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？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K／2水平。这是因为在这个水平上种群增长量最大。思考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。提示：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怎样做才是最有效的灭鼠措施？思考种群增长曲线在生产生活中的应用：①有害动物的防治，应通过降低其环境容纳量②受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖息环境，提高K值。③生产上的捕获期应确定在种群数量略比K/2多时最好；而杀虫效果最好的时期在潜伏期（K/2以下）。总结25③种群数量变化曲线与种群增长率曲线的关系⑴图乙的fg段相当于图甲的ac段。⑵图乙的g点相当于图甲的c点。⑶图乙的gh段相当于图甲的cd段。⑷图乙的h点相当于图甲的de段。K/2abcdghfe甲乙种群增长的“Ｓ”型曲线增长率=出生率-死亡率种群增长的“Ｓ”型曲线③种群数量增长速率：t0t1t2N=K/2，最大，t1N=K，为零0K/2，逐渐增大,t0—t1K/2K，逐渐减小,t1—t2K/2大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。四、种群数量的波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动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气候、食物、被捕食、传染病等增或减增长、波动、稳定、下降等影响种群数量变化的因素（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。五．研究种群数量变化有何意义？（4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。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1．实验原理(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”1．显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“数上线不数下线，数左线不数右线”的原则计数。2．从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。K值是环境最大容纳量。环境阻力代表自然选择的作用。农、林、牧业生产就是在这个范围内谋求产量的提高,其潜力有一定限制。总结比较种群增长两种曲线的联系与区别J型曲线S型曲线前提条件种群增长率有无K值曲线环境资源无限环境资源有限保持稳定先升后降无，持续保持增长有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比较种群增长两种曲线的联系与区别种群在没有环境阻力的条件下呈现“J”型增长，实际上是“S”型增长的最初阶段，“J”型增长是一定时间内的增长方式，最终是以”S”型增长结束，这是生态因素和物种本身相互影响的结果时间种群数量J型曲线S型曲线K值比较种群增长两种曲线的联系与区别37用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线时间种群数量J型曲线S型曲线K值1、“J”型曲线用达尔文的观点分析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，种群密度越大环境阻力越大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？1.池塘养鱼时，为保护池塘生态系统和长期保持较高的产鱼量，应采取的最佳方案是（）

A．大量增加饵料的投入量B．大量增加鱼苗的投入量

C．及时、适量的捕捞成鱼D．限制捕鱼C2、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C3.（广东广西河南2002）在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的管养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（）D4．下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，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（）

A．CD段（增长速度慢）

B．DE段（速度加快）

C．EF段（变化速率加快）

D．FG段（速度逐渐变慢）D1.用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表：时间(天)15913172125293337成虫数(只)6102871131207270302327341根据表中数据分析，下列结论正确的是(

)A．第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快B．第17～29天，成虫增长率上升、死亡率下降C．第21～37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关D．第1～37天，成虫数量呈“J”型增长C2.下图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是(

)A．在K/2时控制有害动物最有效B．图示规律可作为控制人口增长的依据C．该图可用于实践中估算种群最大净补充量D．在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量C3.某研究所对一条河流生态系统进行了几年的跟踪调查，发现某种鱼进入此生态系统后的种群数量增长率随时间的变化呈现如下图所示曲线。则在t1时该种群的年龄组成类型、能反映该种群数量变化的曲线分别是(

)A．衰退型和①B．增长型和②C．衰退型和③D．增长型和④B

⑴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