《種群數量的變化》課件

1、溫故而知新？種群不同于個體具有哪些特征？研究出生率和死亡率、遷入率和遷出率有什么意義？研究年齡組成和性別比例有什么意義一、建構種群增長模型的方法 在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每下，某種細菌每2020分鐘就通過分裂繁殖分鐘就通過分裂繁殖一代。一代。時間時間（min)min)2020404060608080100100120120140140160160180180分裂次數分裂次數細菌數量細菌數量（個）（個）248163264128 2565121234567891.1.填寫下表：計算一個細菌在不同時間填寫下表：計算一個細菌在不同時間（單位為（單位為mi

2、nmin）產生后代的數量。）產生后代的數量。2n代細菌數量的計算公式是：代細菌數量的計算公式是：3小時后，由一個細菌分裂產生小時后，由一個細菌分裂產生的細菌數量是多少？的細菌數量是多少？解：解：n min xhminNnn ? 若一開始接種到培養(yǎng)基上的細菌為N0呢細菌種群的增長曲線細菌種群的增長曲線種群數量種群數量時間時間直觀，直觀，但不夠精確。但不夠精確。一、建構種群增長模型的方法一、建構種群增長模型的方法1.1.數學模型：數學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數學形式是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數學形式2.2.數學模型建構的步驟數學模型建構的步驟研究實例研究實例研究方法研究方法細菌每細

3、菌每20min20min分裂一次分裂一次觀察研究對象，提出問題觀察研究對象，提出問題在資源和空間無限多的環(huán)在資源和空間無限多的環(huán)境中，細菌種群的增長不境中，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響會受種群密度增加的影響提出合理的假設提出合理的假設NNn n=2=2n n ， NN代表細菌數量，代表細菌數量，n n表示第幾代表示第幾代根據實驗數據，用適當的根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進數學形式對事物的性質進行表達行表達觀察、統(tǒng)計細菌數量，對觀察、統(tǒng)計細菌數量，對自己所建立的模型進行檢自己所建立的模型進行檢驗或修正驗或修正通過進一步實驗或觀察通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或等，

4、對模型進行檢驗或修正修正實例：實例：1.1859年，一位英國人來到澳大利亞定年，一位英國人來到澳大利亞定居，他帶來了居，他帶來了24只野兔。讓他沒有想到只野兔。讓他沒有想到的是，一個世紀之后，這的是，一個世紀之后，這24只野兔的后只野兔的后代竟達到代竟達到6億只以上。漫山遍野的野兔與億只以上。漫山遍野的野兔與牛羊爭食牧草，啃嚙樹皮，造成植被破牛羊爭食牧草，啃嚙樹皮，造成植被破壞，導致水土流失壞，導致水土流失。 2.在在20世紀世紀30年代，人們將環(huán)頸雉引入美年代，人們將環(huán)頸雉引入美國的一個島嶼。在國的一個島嶼。在19371942年期間，年期間，這個種群數量的增長如下圖所示。這個種群數量的增長如

5、下圖所示。 環(huán)頸雉種群增長環(huán)頸雉種群增長500500100010001500150039391937193740404242年年種群數量種群數量二、種群的數量變化二、種群的數量變化1.1.種群增長的種群增長的“J”J”型曲線型曲線自然界確有類似細菌在自然界確有類似細菌在種群數量增種群數量增長的形式，如果以時間為橫坐標，種群數量為長的形式，如果以時間為橫坐標，種群數量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線則大致呈縱坐標畫出曲線來表示，曲線則大致呈“J”J”型型J型增長數學模型的構建 研究對象，提出問題-研究自然界呈“J”型生長的種群，且這些種群每年都按照一定倍數增長（用表示）提出合理假設-“理想環(huán)境”適當

6、的數學形式表示-t年后種群數量為： Nt = N0 t 通過觀察統(tǒng)計每一年種群的數量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正。 n模型假設：在食物和空間條件充模型假設：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、敵害等條件下，裕、氣候適宜、敵害等條件下，種群增長不會受種群密度的影響種群增長不會受種群密度的影響，種群的數量每年以一定的倍數增種群的數量每年以一定的倍數增長，第二年的數量是第一年的長，第二年的數量是第一年的 倍。倍。n建立模型：建立模型：t t年后種群數量為：年后種群數量為： n NNt t = N= N0 0 t t n模型中各參數的意義：模型中各參數的意義： NN0 0為某種為某種動物種群的起始數

7、量，動物種群的起始數量，t t為時間，為時間， NNt t表示表示t t年后該種群的數量，年后該種群的數量， 表表示該種群數量是一年前種群示該種群數量是一年前種群數量的倍數。數量的倍數。種群數量種群數量時間時間2. “J”2. “J”型增長的數學模型型增長的數學模型0 04 48 81212100010001200120014001400160016001800180020002000人口人口/ /億億我國我國1000-19901000-1990年的人口數量變化年的人口數量變化 課后延伸與拓展：課后延伸與拓展：看圖分析看圖分析實例實例:生態(tài)學家曾經做過這樣一個實驗：在生態(tài)學家曾經做過這樣一個實

8、驗：在05mL培養(yǎng)液中放入培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，然后每個大草履蟲，然后每隔隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲的數量。經過反復統(tǒng)計一次大草履蟲的數量。經過反復實驗得出了如圖所示的結果。實驗得出了如圖所示的結果。什么原因引起如此變化？3.3.種群增長的種群增長的“S”S”型曲線型曲線種群數量種群數量1 2 3 4 5 6100200300400K=375t/d大草履蟲種群的增長曲線大草履蟲種群的增長曲線種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩(wěn)定的種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為增長曲線，稱為“S”S”型曲線型曲線在在，一定空間中所，一定空間中所能維持的種群最大數量能維持的種群最大數量稱

9、為環(huán)境容納量，又稱稱為環(huán)境容納量，又稱KK值，上述大草履蟲種值，上述大草履蟲種群的群的KK值是值是375375個個產生條件：產生條件：存在環(huán)境阻力：存在環(huán)境阻力：自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）食物等資源食物等資源和空間總是有限的，種內競爭不斷加劇，捕和空間總是有限的，種內競爭不斷加劇，捕食者數量不斷增加。導致該種群的出生率降食者數量不斷增加。導致該種群的出生率降低，死亡率增高低，死亡率增高當出生率與死亡率相等時，種群的增長就會停止，當出生率與死亡率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平有時會穩(wěn)定在一定的水平增長特點：增長特點： 種群數量達到環(huán)境所允許的最大值（種群數量達到

10、環(huán)境所允許的最大值（K K值）值）后，將停止增長并在后，將停止增長并在K K值左右保持相對穩(wěn)定。值左右保持相對穩(wěn)定。 總結總結K K值是環(huán)境最大容值是環(huán)境最大容納量，環(huán)境阻力代納量，環(huán)境阻力代表自然選擇的作用。表自然選擇的作用。農、林、牧業(yè)生產農、林、牧業(yè)生產就是在這個范圍內就是在這個范圍內謀求產量的提高謀求產量的提高, ,其潛力有一定限制。其潛力有一定限制。K值的現(xiàn)實意義n大熊貓棲息地n怎樣才能有效滅鼠建立自然保護區(qū)，改善大熊貓的建立自然保護區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量?？梢圆扇〈胧┙档陀泻游锓N群的環(huán)境容納量，可以采取措施降低有害動物種群的環(huán)境容納量，

11、如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內采取硬化地面等措施，減少它們挖造來源；室內采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。蒼鷺的保護蒼鷺的保護云豹的保護云豹的保護野豬的保護野豬的保護救護被困的鯨魚救護被困的鯨魚全力防蝗減災全力防蝗減災思考？n適量取材 對于捕撈魚而言，是在種群快速增長時捕撈，增長開始減慢時捕撈，還是一定要種群數量達到K值時才能捕撈，捕撈量又為多少呢？答案：在過K/2值時進行捕撈，捕撈量應該使剩余的在K/2左右研究種群數量變化的現(xiàn)實意義n控制有害種群規(guī)模n保護和利用生物資源n追求人與自然界的和諧練 習D D鞏固練鞏固練習習 n如果種群處在一個理想的環(huán)境中，如果種群處在一個理想的環(huán)境中，n沒有自然和空間的限制，種群內個沒有自然和空間的限制，種群內個n體數量的增長曲線是體數量的增長曲線是_,用達爾文用達爾文n的進化理論解釋，這是由于生物具的進化理論解釋，這是由于生物具n有有_特性。特性。 n如果將該種群置入有限制的自然如果將該種群置入有限制的自然n環(huán)境中，種群內個體數量