__种群数量的变化(定稿).PPTVIP

* 本节聚焦 一、建构种群增长模型的方法 二、种群增长的“J”型曲线 三、种群增长的“S”型曲线 四、种群数量的波动和下降 五、研究种群数量变化的意义 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方程、曲线图等形式。 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 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 1．n代细菌数量Nn的计算公式是： Nn 2．72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 将数学公式（N=2n)变为曲线图 细菌数量 180 160 140 120 100 80 60 40 20 时间分钟 2 4 8 16 32 64 128 256 512 将数学公式（N=2n)变为曲线图 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 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： Nn＝1×２n 二、种群增长的“J”型曲线 1.产生条件： 2.建立模型 Nt=N0 λt N0为种群的起始数量 t为时间 Nt表示t年后该种群的数量 λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数 ①方程模型 λ等于1时,种群数量基本不变 λ ﹤1时,种群数量减少 λ ﹥1时,种群数量增加 食物和空间条件充裕 理想状态 气候适宜 没有天敌 二、种群增长的“J”型曲线 2.建立模型 ②曲线图模型 种群的增长率 时间 曲线图与数学方程式比较有何优缺点？ 曲线图：直观，但不够精确 方程：精确，但不够直观 想一想：一定时间内，理想条件下细菌数量增长的推测：自然界中有此类型吗？ 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。 3.例子：外来种群入侵迁移入新环境 环颈雉种群增长 500 1000 1500 39 1937 40 42 年 种群数量 实例二：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？ 实例三：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。 实例四 问题探讨 “J”型曲线能一直持续下去吗？ 如何验证这个观点？ 不会。原因是资源和空间是有限的；种群密度大，种内斗争，出等于死。即存在环境阻力 　　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。　　 三、种群增长的“S”型曲线 种群数量为K： 种群增长速率为零,种 群数量最大，种内斗 争最剧烈。 种群数量为K/2： 种群增长速率最大 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 增长速率最快 K值：环境容纳量 增长期：个体数量增加，增长加速 适应期：个体数量较少，增长缓慢 稳定期：增长减慢 增长速率为零 a b c 1. 乙图0—g相当甲图b点之前，种群数量增长速率逐渐增加。 c g h f 乙 （K/2） K K/2 a b c 甲 种 群 数 量 增 长 速 率 时间 0 g （K/2） h （K） 乙 2. g 点相当甲中K/2，种群数量增长速率最大。 3. 乙图g--h相当甲图b--c，种群数量增