4.2《种群数量的变化》.ppt

* 一、建构种群增长模型的方法 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、建构种群增长模型的方法 时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1、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 3．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？　 ＝1×２n 解：n＝ ６０min x７２h／２０min＝２１６ Nn＝1×２n ＝２ ２１６ 细菌数量 一、建构种群增长模型的方法 4、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。 数学方程式： 精确，但不够直观。 数学模型： 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。 一、建构种群增长模型的方法 描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。 一、建构种群增长模型的方法 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 Nn=2n N表示细菌数量，n表示第几代 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： 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？ 二、种群增长的“J”型曲线 1、产生条件： 理想状态——食物和空间条件充裕， 气候适宜，没有天敌等； 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=N0 λt （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．） 4、例子：实验室条件下、外来物种入侵、 迁移入新环境。 问题探讨 在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？为什么？ 如何验证这个观点？ 不会。原因是资源和空间是有限的。 　　生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在0.5ml培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示的结果。　　 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？ “S”型曲线 2、大草履虫数量增长过程如何？ 三、种群增长的“S”型曲线 K值 种群增长速率不断减小 种群数量K/2 →K值时， 三、种群增长的“S”型曲线 种群数量达到K值时， 种群增长速率为零,但种群数量达到最大，且种内斗争最剧烈。 种群数量在 K/2值时， 种群增长速率最大 种群数量由0→K/2值时， 种群增长速率增大 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 饱和期，增长速率为零 K/2 a b c d g h f e 种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系 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e点。 甲 乙 三、种群增长的“S”型曲线 1、产生条件：