第二节 种群数量的变化,学习目标,怎样建构种群数量增长的模型？ 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线,问题探讨,假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。,目标一、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，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论： n代细菌数量的计算公式？ 72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ 在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？,Nnn,解：n 60min x72h20min216 Nnn 2216,为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，数学模型建构是常用的方法之一。,建构种群增长模型的方法,观察研究对象，提出问题,细胞每20min分裂一次,资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,Nnn,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,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：,表现形式：,数据分析表格式,数学方程式,Nn=2n,坐标式（曲线图、柱状图）,坐标式（曲线图、柱状图）,数据分析表格式,数学方程式,Nn=2n,方程式精确,曲线图直观,表现形式：,细菌的数量个,理想条件下细菌数量增长的推测：自然界中有此类型吗？,目标二、 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线,实例1：澳大利亚本来并没有兔子。 1859年，24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到6 亿只以上，遍布整个大陆。,(一)种群增长的“J”型曲线:,凤眼莲（水葫芦）,凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡,实例3: 20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿,自然界确有类似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“”型,讨论：出现这种增长曲线 的条件有哪些？,“J”型增长的数学模型,提出合理的假设：,理想状态食物充足，空间不限，气候适 宜，没有敌害等；,（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，为年均增长率）,适当的数学形式表达：,Nt=N0 t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的倍。,例：我国自13931990年以来人口统计数据如下： 以上人口增长曲线符合哪种类型？ 按照此曲线发展下去将会出现什么状况，鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？,理想化的情况在自然界中并不存在。那么，有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？,在大自然中,食物有限,空间有限,种内斗争,种间竞争,天敌捕食,环境阻力,在自然界中，种群增长的“J”型曲线应该从哪些方面进行修正呢？,例生态学家高斯的实验：,大草履虫种群的增长曲线,大草履虫的增长呈“S”型曲线的原因有哪些？,食物有限,空间有限,种内斗争,种间竞争,天敌捕食,资源有限 阻滞生长,资源有限条件下的种群增长,“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量 曲线。,该实验中在第 天时增长率最快。,环境容纳量（又称 ）：在环境条件 的情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量。,趋于稳定,2、3,K值,不受到破坏,k/2,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,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？,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 。,讨论：从环境容纳量（K值）的角度思考：,家鼠的繁殖力很强，种群数量每天可增加1.47%。,理论上，在某一区域，10只家鼠在100天后的数量将会达到多少？,你考虑应当采取什么措施来控制家鼠的数量才是最有效的？,10（1+1.47%）100,同一种群的K值会受到环境的影响。,对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。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，等等。,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。,种群数量,种群增长的“J”型曲线 （在理想状态下的种群增长）,种群增长的“S”型曲线 （在有限环境下的种群增长）,0,100,200,300,400,1,2,3,4,5,6,7,时间/天,酵母数,环境阻力,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,K值:环境容纳量,种群数量,（在理想状态下的种群增长）,（在有限环境下的种群增长）,东亚飞蝗种群数量的波动,大多数种群的数量总是在波动之中的,影响种群数量变化的因素,直接因素(内因）：,间接因素（外因）：,重要因素：人类的活动,出生率、死亡率、迁入率、迁出率,食物、气候、传染病、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。,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。,本课小结,第四章 第二节 种群数量的变化,一、建构种群增长模型的方法-数学模型 建立数学模型的一般步骤,二、种群增长的“J”型曲线 1、“J”型曲线形成的条件 2、“J”型增长的数学模型 三、种群增长的“S”型曲线 1、“S”型曲线形成的条件 2、K值 3、“J”型曲线与“S”型曲线的比较,四、种群数量的波动和下降 人口增长、人类活动对自然界种群数量变化的影响 研究种群数量变化的意义,