第2節(jié)種群數(shù)量的變化

1、一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法1.1.數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)模型：是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式2.2.數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的步驟數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的步驟研究實(shí)例研究實(shí)例研究方法研究方法細(xì)菌每細(xì)菌每20min20min分裂一次分裂一次觀察研究對(duì)象，提出問題觀察研究對(duì)象，提出問題在資源和空間無(wú)限多的環(huán)在資源和空間無(wú)限多的環(huán)境中，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不境中，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響會(huì)受種群密度增加的影響提出合理的假設(shè)提出合理的假設(shè)NNn n=2=2n n ， NN代表細(xì)菌數(shù)量，代表細(xì)菌數(shù)量，n n表示第幾代表示第幾代根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)母鶕?jù)實(shí)

2、驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)數(shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)行表達(dá)觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正驗(yàn)或修正通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正修正細(xì)菌種群的增長(zhǎng)曲線細(xì)菌種群的增長(zhǎng)曲線種群數(shù)量種群數(shù)量時(shí)間時(shí)間環(huán)頸雉種群增長(zhǎng)環(huán)頸雉種群增長(zhǎng)500500100010001500150039391937193740404242年年種群數(shù)量種群數(shù)量二、種群的數(shù)量變化二、種群的數(shù)量變化1.1.種群增長(zhǎng)的種群增長(zhǎng)的“J”J”型曲線型曲線自然界確有類似細(xì)菌在自然界確有類似細(xì)菌在種群數(shù)量增種群數(shù)量

3、增長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來(lái)表示，曲線則大致呈縱坐標(biāo)畫出曲線來(lái)表示，曲線則大致呈“J”J”型型l模型假設(shè)：在食物和空間條件模型假設(shè)：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、敵害等條件充裕、氣候適宜、敵害等條件下，種群的數(shù)量每年以一定的下，種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年的數(shù)量是第倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年的數(shù)量是第一年的一年的 倍。倍。l建立模型：建立模型：t t年后種群數(shù)量為：年后種群數(shù)量為： l NNt t = N= N0 0 t t l模型中各參數(shù)的意義：模型中各參數(shù)的意義： NN0 0為為某種動(dòng)物種群的起始數(shù)量，某種動(dòng)物種群的起

4、始數(shù)量，t t為為時(shí)間，時(shí)間， NNt t表示表示t t年后該種群的年后該種群的數(shù)量，數(shù)量， 表示該種群數(shù)量是表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。種群數(shù)量種群數(shù)量時(shí)間時(shí)間2. “J”2. “J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型二、種群的數(shù)量變化二、種群的數(shù)量變化3.3.種群增長(zhǎng)的種群增長(zhǎng)的“S”S”型曲線型曲線種群數(shù)量種群數(shù)量1 2 3 4 5 6100200300400K=375t/d大草履蟲種群的增長(zhǎng)曲線大草履蟲種群的增長(zhǎng)曲線種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線，稱為增長(zhǎng)曲線，稱為“S”S”型曲線型曲線在在，一定空

5、間中所，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱稱為環(huán)境容納量，又稱KK值，象大草履蟲種群值，象大草履蟲種群的的KK值是值是375375個(gè)個(gè)思考與討論思考與討論提示：對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，可以采取器械捕殺、提示：對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，可以采取器械捕殺、藥物捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措藥物捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來(lái)源；室內(nèi)采取硬化地面等措處，斷絕或減少它們的食物來(lái)源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們

6、挖造巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，施，減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。等等。同一種群的同一種群的K值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境的影響。值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境的影響。 4.影響種群數(shù)量變化的因素影響種群數(shù)量變化的因素1、野生生物資源合理利用和保護(hù)、野生生物資源合理利用和保護(hù)魚類的捕撈魚類的捕撈2、害蟲的防治、害蟲的防治蝗蟲的防治蝗蟲的防治研究種群數(shù)量變化有何意義？研究種群數(shù)量變化有何意義？直接因素：出生率、死亡率、遷入、遷出直接因素：出生率、死亡率、遷入、遷出間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵重要因素：人類的活動(dòng)重要因素：人類的活動(dòng)

7、蒼鷺的保護(hù)蒼鷺的保護(hù)云豹的保護(hù)云豹的保護(hù)野豬的保護(hù)野豬的保護(hù)救護(hù)被困的鯨魚救護(hù)被困的鯨魚全力防蝗減災(zāi)全力防蝗減災(zāi)三、研究種群數(shù)量變化的意義三、研究種群數(shù)量變化的意義1 1合理利用和保護(hù)野生生物資源合理利用和保護(hù)野生生物資源2 2為防治有害生物提供科學(xué)依據(jù)為防治有害生物提供科學(xué)依據(jù)練習(xí)練習(xí)P69P69基礎(chǔ)題基礎(chǔ)題1.1.提示：在食物充足、空間廣闊、氣候適宜、沒有天敵等優(yōu)提示：在食物充足、空間廣闊、氣候適宜、沒有天敵等優(yōu)越條件下，種群可能會(huì)呈越條件下，種群可能會(huì)呈“J”J”型增長(zhǎng)。例如，澳大利亞昆蟲學(xué)型增長(zhǎng)。例如，澳大利亞昆蟲學(xué)家曾對(duì)果園中薊馬種群進(jìn)行過長(zhǎng)達(dá)家曾對(duì)果園中薊馬種群進(jìn)行過長(zhǎng)達(dá)1414年

8、的研究，發(fā)現(xiàn)在環(huán)境年的研究，發(fā)現(xiàn)在環(huán)境條件較好的年份，種群數(shù)量增長(zhǎng)迅速，表現(xiàn)出季節(jié)性的條件較好的年份，種群數(shù)量增長(zhǎng)迅速，表現(xiàn)出季節(jié)性的“J”J”型型增長(zhǎng)。在有限的環(huán)境中，如果種群的初始密度很低，種群數(shù)量增長(zhǎng)。在有限的環(huán)境中，如果種群的初始密度很低，種群數(shù)量可能會(huì)出現(xiàn)迅速增長(zhǎng)。隨著種群密度的增加，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)就會(huì)加可能會(huì)出現(xiàn)迅速增長(zhǎng)。隨著種群密度的增加，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)就會(huì)加劇，因此，種群數(shù)量增加到一定程度就會(huì)停止增長(zhǎng)，這就是劇，因此，種群數(shù)量增加到一定程度就會(huì)停止增長(zhǎng)，這就是“S”S”型增長(zhǎng)。例如，柵列藻、小球藻等低等植物的種群增長(zhǎng)，型增長(zhǎng)。例如，柵列藻、小球藻等低等植物的種群增長(zhǎng)，常常具有常常具有“S”

9、S”型增長(zhǎng)的特點(diǎn)。型增長(zhǎng)的特點(diǎn)。2.2.提示：（提示：（1 1）以年份為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)，根）以年份為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)，根據(jù)表中數(shù)字畫曲線。據(jù)表中數(shù)字畫曲線。（2 2）食物充足，沒有天敵，氣候適宜等。）食物充足，沒有天敵，氣候適宜等。（3 3）作為食物的植物被大量吃掉，導(dǎo)致食物匱乏；自然）作為食物的植物被大量吃掉，導(dǎo)致食物匱乏；自然災(zāi)害等。災(zāi)害等。拓展題拓展題提示：這是涉及最大持續(xù)產(chǎn)量的問題。關(guān)于最大持續(xù)產(chǎn)量，提示：這是涉及最大持續(xù)產(chǎn)量的問題。關(guān)于最大持續(xù)產(chǎn)量，可以查閱生態(tài)學(xué)專著。還可以請(qǐng)教有經(jīng)驗(yàn)的人或訪問相關(guān)網(wǎng)可以查閱生態(tài)學(xué)專著。還可以請(qǐng)教有經(jīng)驗(yàn)的人或訪問相關(guān)網(wǎng)站，了解單位面積水面應(yīng)放養(yǎng)的魚的數(shù)量。站，了解單位面積水面應(yīng)放養(yǎng)的魚的數(shù)量。K時(shí)間種群數(shù)量種群數(shù)量1 2 3 4 5 6100200300400K=375t/d大草履蟲種群的增長(zhǎng)曲線種群增長(zhǎng)的“S”型曲線J 型曲線型曲線種群數(shù)量種群數(shù)量時(shí)間時(shí)間環(huán)頸雉種群增長(zhǎng)環(huán)