种群数量的变化

关于种群数量的变化学习目标知识目标：1、概述建构种群增长模型的方法；2、举例说明种群增长的”J”型曲线,分析其产生的条件、特点和量的计算等；3、举例说明种群增长的“S”型曲线，并与“J”型曲线作比较；第2页,共35页，2024年2月25日，星期天学习目标能力目标：1、能解释“J”型增长和“S”型增长的数学建模与种群数量变化的关系；2、用数学解释种群数量变化的波动原因，指出能调节种群数量变动的因素；情感、态度和价值观目标：1、阐明研究种群数量变动的意义，关注人类活动对种群数量变化的影响；第3页,共35页，2024年2月25日，星期天问题导入

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。细菌的数量会一直按照这个方式增长吗？第4页,共35页，2024年2月25日，星期天观察研究对象，提出问题提出合理的假设通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达细胞每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Nn＝２n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：第5页,共35页，2024年2月25日，星期天时间（min）细胞数020406080100202122232425分裂细菌繁殖产生的后代数量第6页,共35页，2024年2月25日，星期天②72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？③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？解：n＝60minx72h／20min＝216

Nn＝２n＝2216

细菌数量不会永远按这个公式增长。可以用实验计数法来验证。第7页,共35页，2024年2月25日，星期天将数学公式（Nn＝2n）变为曲线图时间分钟20406080100120140160180细菌数量

248163264128256512第8页,共35页，2024年2月25日，星期天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“Ｊ”型．一、种群增长的“J”型曲线曲线图与数学方程式比较，优缺点？直观，但不够精确。第9页,共35页，2024年2月25日，星期天1859年，24只野兔6亿只以上的野兔近100年后实例1：澳大利亚野兔自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增长的形式，第10页,共35页，2024年2月25日，星期天实例2：凤眼莲第11页,共35页，2024年2月25日，星期天某海岛上环颈雉种群数量的变化第12页,共35页，2024年2月25日，星期天“J”型增长的数学模型

1、产生条件：

理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；2、种群“J”型增长的数学模型公式：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，即第二年是第一年的λ倍。Nt=N0

λt

第13页,共35页，2024年2月25日，星期天3、时期：2、特点：新物种迁入的开始阶段实验条件下种群数量连续增长，增长率保持不变。“J”型曲线发生的条件、特点和时期？第14页,共35页，2024年2月25日，星期天存在环境阻力———

自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高．当出生率与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平．“J”型增长能一直持续下去吗？有实例证明吗？第15页,共35页，2024年2月25日，星期天[例]生态学家高斯的实验

种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线．大草履虫种群的增长曲线P67二、种群增长的“S”型曲线第16页,共35页，2024年2月25日，星期天种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。

A

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。第17页,共35页，2024年2月25日，星期天A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

第18页,共35页，2024年2月25日，星期天①产生条件：存在环境阻力：

自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高．当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平．种群增长的“Ｓ”型曲线②增长特点：

种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。第19页,共35页，2024年2月25日，星期天20③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de段K/2abcdghfe甲乙0—K/2时逐渐增大K/2—K时逐渐减小在K/2时达到最大在K时增长速率为0增长速率变化：种群数量变化：在K值时达到最大t0t1t2第20页,共35页，2024年2月25日，星期天比较种群增长两种曲线的联系与区别第21页,共35页，2024年2月25日，星期天（种群数量）D:出生率＝死亡率，即种群数量处于K值。B:出生率与死亡率之差最大，即种群数量处于K/2值。第22页,共35页，2024年2月25日，星期天K值是环境最大容纳量。环境阻力代表自然选择的作用。农、林、牧业生产就是在这个范围内谋求产量的提高,其潜力有一定限制。第23页,共35页，2024年2月25日，星期天24用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线时间种群数量J型曲线S型曲线K值1、“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有过度繁殖的特性。2、图中阴影部分表示：环境阻力，种群密度越大环境阻力越大3、用达尔文的观点分析指：通过生存斗争被淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。“J”型曲线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？第24页,共35页，2024年2月25日，星期天比较种群增长两种曲线的联系与区别J型曲线S型曲线前提条件种群增长率有无K值曲线环境资源无限环境资源有限保持稳定先升后降无，持续保持增长有K值环境阻力K值：环境容纳量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第25页,共35页，2024年2月25日，星期天K/2的应用①资源开发与利用：种群数量达环境容纳量的一半时种群增长速率最大，再生能力最强——把握K/2值处黄金开发点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量，又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，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。第26页,共35页，2024年2月25日，星期天②有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达K/2值处(若达K/2值处，可导致该有害生物成灾，如蝗虫的防控)第27页,共35页，2024年2月25日，星期天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。第28页,共35页，2024年2月25日，星期天提示：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。怎样做才是最有效的灭鼠措施？第29页,共35页，2024年2月25日，星期天

大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。三、种群数量的波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响第30页,共35页，2024年2月25日，星期天

种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。环境因素种群的出生率、死亡率、迁出和迁入种群数量的变化气候、食物、天敌、传染病等增或减增长、波动、稳定、下降等影响种群数量变化的因素第31页,共35页，2024年2月25日，星期天（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。四、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。第32页,共35页，2024年2月25日，星期天云豹的保护苍鹭的保护野猪的保护救护被困的鲸鱼全力防蝗减灾第33页,共35页，