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实验教程 2007年 实验一 种群指数消长 一、实验目的、意义 生态系统是由生命系统和环境系统通过复杂的相互关系而组成的，而生命系统是其核心。 生命系统是生态系统中植物群落、动物群落、微生物群落的综合体。 群落又是各种种群的综合体，群落的特征、变化特点及规律都直接影响着群落的生存和发展，而群落的种群组成特点、结构及变化规律又直接影响物质循环和能量转化的进行，最终影响生态系统的生产力。 所以，了解种群数量变化的规律及其计算方法，对与今后更好地分析研究生态系统是非常必要的。 二、实验原理 在无限制生长的条件下，种群中平均每个个体增殖速度不随时间而发生变化。 当Δt 0时，有即为指数生长模型： Nt推导过程 当t=0时，有N=N0，则N0=Ec,代入得： R推导 三、应用实例 1、种群增长模型：人口的增长；昆虫、鱼群的数量增长；森林生物量的累积；资金的积累等均可用指数增长模型来研究。 如；1949年我国人口5.41亿，按1.9%不变年增长率，我们1980年应有多少人口？ N1980=N1949×e0.019×31=9.75亿 若从1980年起，人口增长率降到1%，到2000年我国人口总数即为 N2000=N1980×e0.01×20=11.91亿　 2、指数衰弱模型：残落物在分解条件稳定时的分解；示踪放射性元素的衰变等。 如：一个残落物袋中原放有100g小麦秆，50天后剩下25g，试求残落物分解率是多少？ 四、作业 1、1980年某县农业总产值为3500万元，已知在原生产结构条件下，农业产值年增长率为2.7%，若通过适当调整产业比例，年增长率可提高到3.1%，试预测调节布局与否该县在2000年农业的产值和相差百分比。 2、为检验森林落叶在5cm土层中的分解速度，设计了一个试验，先测定每个残落物袋的落叶原重，再置于5cm土层中，50天后测定剩重如下表，试计算落叶平均分解速度。 原重 20.3 20.4 20.2 20.0 21.0 剩重 17.3 16.8 15.9 16.5 17.1 实验二 逻辑斯蒂生长模型 一、实验目的、意义 生态系统是由生命系统和环境系统组成的。 种群的生长必然要受到环境条件的限制，在有限的环境资源条件下，能够达到的最大的种群密度叫环境容纳量 种群生长呈现阻滞增长成为S型增长，可用逻辑斯蒂方程表示。 从这一角度把握种群的数量变化，可以更切实际地了解种群的特征，对我们有效、经济地利用森渔草原和野生动物等宝贵的自然资源有十分重要的现实意义。 二、实验原理 种群在生长开始阶段与指数增长很接近，然而随着种群数量的增加，增长速度逐渐减慢，种群总量趋近于环境容纳量，呈S型增长曲线 在指数增长模型的基础上，增加一个 因子，叫做环境阻力。 逻辑斯蒂生长模型： Nt推导 当t=0时，有N=N0，则N0=ec,代入得： R推导 三、作业 1、水稻栽培试验中，已知在第20天的平均株重为30g，第40天的平均株重为80g ，最终株重从实验得知为135g，已知株重变化呈Logistic生长，试建立这个株重增长的模型。 实验三 可更新资源的管理 实验目的、意义 种群在环境条件的限制下，数量变化呈现LOGISTIC增长。 从这一角度把握种群的数量变化，可以更切实际地了解种群的特征，对我们有效、经济地利用森渔草原和野生动物等宝贵的自然资源有十分重要的现实意义。 本实验要求学会计算最终增长量与增长速度的方法，以及环境容纳量和最大的可永续收获速度。 实验原理 从公式可以看出，种群增长最快是在N=K/2处。 收获处于K/2以上的那部分生物量，可保持种群以最快的速度增长。 当种群数量达K/2时，种群的最大增长速度 此速度也叫最大的可永续收获速度。 实例 及作业 1、某森林木材积蓄1000m3，一年后为1030m3，二年后为1050m3，该森林木材积蓄呈Logistic生长，求可能的最终积蓄量（K）和其积蓄速度。当森林木材积蓄量达到多少时，具有最大可永续收获速度？最大速度是多少。 2、某一最多可以容纳10000尾鱼的池塘，养殖初期投入1000尾鱼，一年测的鱼为1300尾，求鱼的增长速率（r）？何时开始收获具有最大的可持续效益？最大的收获速度是多少？ 实验四 资源利用的生态学规律 自有资源的利用规律 公共资源的利用规律 自有资源的利用规律 公共资源的利用规律 在开发利用的条件下，收获量等于资源开发能