第2节种群数量的变化2.ppt

1、怎样建构种群数量增长的模型？、怎样建构种群数量增长的模型？2、种群的数量是怎样变化的？、种群的数量是怎样变化的？3、什么是环境容纳量？、什么是环境容纳量？4、影响种群数量变化的因素有哪些？、影响种群数量变化的因素有哪些？本节聚焦本节聚焦第三节第三节 种群数量的变化种群数量的变化宿州市 砀山中学 刘菊香23时间（时间（min）细胞数细胞数020406080100202122232425分裂分裂细菌繁殖产生的后代数量4一、建构种群增长模型的方法一、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，某在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每个细菌每20分钟分裂繁殖一代。分钟分裂繁殖一代。讨论：讨论：n代细菌数量的计算公式？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小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？量是多少？在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这在一个培养基中，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？个公式增长吗？如何验证你的观点？解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216N Nn nn n 2 2216216 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。 5将数学公式（将数学公式（Nn2n）变为曲线图）变为曲线图时间时间分钟分钟20 40 60 80 100 120 140 160 180细菌细菌数量数量 曲线图与数学方程曲线图与数学方程式比较，优缺点？式比较，优缺点？直观，直观，但不够精确。但不够精确。2 4 8 16 32 64 128 256 5126观察研究对象，观察研究对象，提出问题提出问题提出合理的假设提出合理的假设通过进一步的实验通过进一步的实验或观察等，对模型或观察等，对模型进行检验或修正进行检验或修正根据实验数据，用适根据实验数据，用适当的数学形式对事物当的数学形式对事物的性质进行表达的性质进行表达细胞每细胞每20min20min分裂一次分裂一次资源空间无限多，细资源空间无限多，细菌种群的增长不受种菌种群的增长不受种群密度增加的影响群密度增加的影响观察、统计细菌数量，观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型对自己所建立的模型进行检验或修正进行检验或修正数学模型数学模型用来描述一个系统或它的性质的数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学形式建立数学模型一般包括以下步骤：下步骤：7细菌的数量个细菌的数量个理想条件下细菌数量增理想条件下细菌数量增长的推测，自然界中有长的推测，自然界中有此类型吗？此类型吗？某海岛上环颈雉某海岛上环颈雉种群数量的变化种群数量的变化8自然界确有类自然界确有类似的细菌在理想条似的细菌在理想条件下种群数量增长件下种群数量增长的形式，如果以时的形式，如果以时间为横坐标，种群间为横坐标，种群数量为纵坐标画出数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线曲线来表示，曲线大致呈大致呈“”型型二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线9“ J ”型增长的数学模型型增长的数学模型 1 1、产生条件：、产生条件： 理想状态理想状态食物充足，空间不限，气候食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；适宜，没有敌害等； （ N N0 0为起始数量，为起始数量， t t为时间，为时间，N Nt t表示表示t t年后该种群的数量，年后该种群的数量，为年均增长率。）为年均增长率。） 2 2、种群、种群 “ “ J ”J ”型增长的数学模型公式：型增长的数学模型公式：Nt=N0 t 种群的数量每年以一定的倍数增长，第二种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的年是第一年的倍。倍。10 例：我国自例：我国自13931990年以来人口年以来人口统计数据如下：统计数据如下：以上人口增长曲线符合哪种类型？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状况，鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？么措施？年份年份1393157817641849192819821990亿0.60.62.04.14.710.311.611存在环境阻力存在环境阻力自然条件（现实状态）自然条件（现实状态）食物等资源食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕和空间总是有限的，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食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高低，死亡率增高 当出生率与出生率相等时，种群的增长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就会停止，有时会稳定在一定的水平12 例例 生态学家高斯的实验生态学家高斯的实验种群经过一定种群经过一定时间的增长后，时间的增长后，曲线，称为曲线，称为“S”型曲线型曲线大草履虫种群的增长曲线P6713种群数量达到环境所允许的最大值（种群数量达到环境所允许的最大值（K K值）后，值）后，将停止增长并在将停止增长并在K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。 A三、种群增长的三、种群增长的“S”型曲线型曲线14A151 1、同一种群的、同一种群的K K值是固定不变的吗？值是固定不变的吗？2 2、对大熊猫应采取什么保护措施？、对大熊猫应采取什么保护措施？3 3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什、对家鼠等有害动物的控制，应采取什 么措施？从环境容纳量的角度看，能么措施？从环境容纳量的角度看，能 得到什么启发？得到什么启发？4 4、种群数量达到、种群数量达到K K值时，都能在值时，都能在K K值维持值维持 稳定吗？稳定吗？ 对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械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，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；养殖或释放它们的减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。天敌，等等。 16 大多数种群的数量总是在波动之中的，在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。不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动17 种群的数量是由出生率和死亡率、迁入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。群特征的因素，都会引起种群数量的变化。环境因素环境因素种群的出生率、死亡率、迁出和迁入种群的出生率、死亡率、迁出和迁入种群数量的变化种群数量的变化气候、食物、被捕食、传染病等气候、食物、被捕食、传染病等增或减增或减增长、波动、稳定、下降等增长、波动、稳定、下降等影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素18（1 1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。）有利于野生生物资源的合理利用及保护。 （2 2）为人工养殖及种植业中合理控制种群）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。数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。 （3 3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的）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。预测及防治提供科学依据。（4 4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。19云豹的保护云豹的保护苍鹭的保护苍鹭的保护野猪的保护野猪的保护救护被困的鲸鱼救护被困的鲸鱼全力防蝗减灾全力防蝗减灾20小结小结1、条件：、条件：2、发生时期：、发生时期：3、特点：、特点：一、一、“J”型曲型曲线线二、二、“S”型曲线型曲线1 1、环境容纳量、环境容纳量2 2、产生原因：、产生原因：3 3、特点：、特点：三、影响种群数量三、影响种群数量变化的因素：变化的因素：四、研究种群数量四、研究种群数量变化的意义：变化的意义：21巩固练习22如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体的增长曲线是空间的限制，种群内个体的增长曲线是 ，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有 的特征。如果将该种群置于的特征。如果将该种群置于有限的环境中，种群的数量增长曲线是有限的环境中，种群的数量增长曲线是 ，用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表示示 。影响种群密度的因素影响种群密度的因素有有 。A过度繁殖过度繁殖B通过生存斗争被淘汰的个体数量通过生存斗争被淘汰的个体数量出生率、死亡率、迁入、出生率、死亡率、迁入、迁出、性别比、年龄组迁出、性别比、年龄组成、气候、食物、天敌、成、气候、食物、天敌、人类活动等人类活动等时间时间种种群群数数量量AB23在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊，群绵羊，8 8年后发展到年后发展到500500只左右，这个羊只左右，这个羊群数量会群数量会 A A、维持在一个水平上、维持在一个水平上 B B、不断下降、不断下降C C、缓慢上升、缓慢上升 D D、迅速上升、迅速上升A A24下列因素能引起种群密度增大的有下列因素能引起种群密度增大的有 。A A、种群中幼年个体增多、种群中幼年个体增多 B B、种群性别比例改变、种群性别比例改变C C、环境中温度条件适宜、环境中温度条件适宜 D D、种群中幼年个体减少、种群中幼年个体减少E E、环境中天敌增多、环境中天敌增多 F F、寄生生物减少、寄生生物减少 F F25“食人鱼食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其种群数量变化的特点确表达其种群数量变化的特点 B C D B C D A26 基础题：基础题：1. 在食物充足、空间广阔、气候在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”型增长。型增长。 例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马蓟马种群进行过长达种群进行过长达14年的研究，发现在环境条件年的研究，发现在环境条件较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的性的“J”型增长。在有限的环境中，如果种群型增长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长。随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，长。随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，这就是这就是“S”型增长。型增长。 例如，例如，栅列藻、小球藻栅列藻、小球藻等低等植物的种群等低等植物的种群增长，常常具有增长，常常具有“S”型增长的特点。型增长的特点。27 2.提示：提示： （1）以年份为横坐标，种群数量为纵坐）以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线。标，根据表中数字画曲线。 （2）食物充足，没有天敌，气候适宜等。）食物充足，没有天敌，气候适宜等。 （3）作为食物的植物被大量吃掉，导致）作为食物的植物被大量吃掉，导致食物匮乏；自然灾害等。食物匮乏；自然灾害等。 拓展题拓展题 这是涉及最大持续产量的问题。关于最大这是涉及最大持续产量的问题。关于最大持续产量，可以查阅生态学专著。还可以请教持续产量，可以查阅生态学专著。还可以请教有经验的人或访问相关网站，了解单位面积水有经验的人或访问相关网站，了解单位面积水面应放养的鱼的数量。面应放养的鱼的数量。28作业：本节课后所有习题29