第二节种群数量的变化

怎样建构种群数量增长的模型？种群的数量是怎样变化的？哪些因素会影响种群数量的变化？如何利用种群数量的变化规律为生产实际所用？数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。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．那么：１．n代细菌数量的计算公式是：２．７２小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？Ｍn＝２n解：n＝６０minx７２h／２０min＝２１６Ｍn＝２n＝２２１６一．构建种群增长模型的方法研究方法观察研究对象，提出问题细菌数量是怎样随时间变化的提出合理的假设在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达Nn=2n，N代表细菌数量，n表示第几代通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正研究实例数学模型：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：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：将数学公式（Nn＝2n）变为曲线图时间分钟20406080100120140160180细菌数量248163264128256512动动手尝试建立一个数学模型：细菌种群的增长曲线曲线图与数学方程式比较，优缺点？直观，但不够精确。同数学方程式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？曲线图表示的模型不够精确1859年，24只野兔6亿只以上的野兔近100年后实例1：澳大利亚野兔某海岛上环颈雉种群数量的变化自然界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，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈Ｊ型．二．种群增长的Ｊ型曲线种群数量时间种群增长的“J”型曲线：①产生条件：理想状态——食物充足，空间不限，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量的计算：t年后种群的数量为Nt=N0λt（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为年均增长率．）[例]生态学家高斯的实验：得出一个大草履虫种群的增长曲线。三．种群增长的“Ｓ”型曲线种群增长的“S”型曲线A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．①产生条件：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．当出生率和死亡率相等时，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②增长特点：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。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，又称Ｋ值．“S”型曲线在生产中应用见学海导航P50页A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—增长逐渐加快种群数量大于K/2值时种群—增长逐渐减慢同一种群的K值是固定不变的吗？种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？想一想不是固定不变的，会受到环境各种因素的影响；种群数量达到K值时不能在K值维持稳定，自然种群的数量达到K值时，仍有变动，其变动方式或有周期性，或不规则，稳定在K值是不现实的。四、种群数量的波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动影响种群数量变化的因素：气候、食物、被捕食、传染病、人类活动等种群数量变化的类型：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，甚至灭亡增长，稳定，波动、下降等对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？从环境容纳量的角度思考，能得到什么启发？思考与讨论①可采取器械捕杀和药物捕杀的措施。②可采取措施降低有害物种的环境容纳量。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。（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．研究种群数量变化的意义思维总结见学海导航51页试验原理试验过程1.提出问题：2.作出假设3.探究思路4.制定计划5.实施计划6.分析结果7.得出结论8.交流表达六.培养液中酵母菌种群数量的变化小结：◆一.建构种群增长模型的方法种群的个体数量种群的个体数量时间指数增长逻辑斯蒂增长◆三.研究种群数量变化的意义◆二.种群增长曲线：条件：环境资源无限种群增长率：保持稳定有无K值；无K值时间条件：环境资源有限种群增长率：随种群密度上升而下降有无K值：有K值课堂练习1.在下图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是()B2.海洋渔业生产中，合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞，有利于资源的可持续利用。下列不正确解释是（）A.更多幼小的个体逃脱，得到生长和繁殖的机会B.减少捕捞强度，保持足够的种群基数C.维持良好的年龄结构，有利于种群数量的恢复D.改变性别比例，提高种群出生率D3.下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是（）A.通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型B.达到K值时种群增长率为零C.种群增长受自身密度的影响D.种群的增长速率逐步降低D解析：S型增长曲线是自然界中常见的种群增长模式，通常种群的增长最终呈型。种群的增长速度开始时较低，随着种群逐渐适应环境，种群增长速度越来越快，K/2时种群增长速度达最大值。随后由于种内斗争加剧，天敌数目增多等因素又使种群出生率下降，死亡率上升，导致种群增长速率下降，当达到K值时，出生率等于死亡率，其增长速率为零。