种群数量的变化课.ppt
《种群数量的变化课.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《种群数量的变化课.ppt(60页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第四章 种群和群落第第2节节 种群数量的变化种群数量的变化学习目标学习目标2004年年11月月29日,成群的蝗虫日,成群的蝗虫在西班牙加那利群岛的富埃特在西班牙加那利群岛的富埃特文图拉岛上飞舞。文图拉岛上飞舞。已有大约已有大约1亿只蝗虫飞亿只蝗虫飞到加那利群岛,当地政到加那利群岛,当地政府已经发出蝗灾警报。府已经发出蝗灾警报。问题探究问题探究湖南洞庭湖人鼠大战灭鼠以吨计算湖南洞庭湖人鼠大战灭鼠以吨计算 鼠类繁殖次数多,孕鼠类繁殖次数多,孕期短,产仔率高,性期短,产仔率高,性成熟快,数量能在短成熟快,数量能在短期内急剧增加。期内急剧增加。问题探究问题探究 在营养和生存空间没有限制在营养和生存空间
2、没有限制的情况下,某种细菌每的情况下,某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。就通过分裂繁殖一代。讨论:讨论:1、填写下表:计算、填写下表:计算1个细菌在个细菌在不同时间(单位为不同时间(单位为min)产生)产生后代的数量。后代的数量。问题探究问题探究2481632641282565121234567891.1个个细细菌在不同菌在不同时间时间(单单位位为为min)产产生后代的数量生后代的数量2.第第n代代细细菌数量的菌数量的计计算公式?算公式?N1=12=2 N2=122=4 N3=123=8N4=124=16 N5=125=32 N6=126=64 Nn12n问题探究问题探究3.72小小时时
3、后由一个后由一个细细菌分裂菌分裂产产生的生的细细菌数量是多少菌数量是多少?n 60min x72h20min216Nn2n 2216问题探究问题探究4.以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标,画出细菌的以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标,画出细菌的数量增长曲线。数量增长曲线。0100200300400500600020406080 100 120 140 160 180 200时间时间数数量量5.曲线图与数学方程式比较,有哪些优缺点?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。曲线图:直观,但不够精确。数学公式:精确,但不够直观。数学公式:精确,但不够直观。问题探究问题探究6.在一
4、个培养基中,在一个培养基中,细细菌的数量会一直按照菌的数量会一直按照这这个公式增个公式增长吗长吗?不会,因为营养和空间有限;可用实验计数法来不会,因为营养和空间有限;可用实验计数法来验证。验证。数学模型数学模型建构种群增长模型的方法建构种群增长模型的方法定义:定义:是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。表现形式表现形式:(1)数学方程式:)数学方程式:(2)曲线图:)曲线图:精确精确直观直观1 1、观察研究对象,、观察研究对象,提出提出问题问题细菌每细菌每2020分钟分裂一次,分钟分裂一次,问题:细菌数量怎样变化的?问题:细菌数量怎样变化的?2 2、提
5、出提出合理的合理的假设假设在资源和空间无限多的环境中,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细菌种群的增长不受种群密度增加的影响加的影响3 3、根据实验数据,用适、根据实验数据,用适当的当的数学形式数学形式对事物的性对事物的性质进行质进行表达表达列出表格,根据表格画曲线,推列出表格,根据表格画曲线,推导公式导公式4 4、通过进一步实验或观、通过进一步实验或观察等,对模型进行察等,对模型进行检验或检验或修正修正观察、统计细菌的数量,对自己观察、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:建立数学模型一般包括以下步骤:建
6、构种群增长模型的方法建构种群增长模型的方法实例一实例一:1859年,一位英国人年,一位英国人来到澳大利亚定居,他带来了来到澳大利亚定居,他带来了24只野兔。让他没有想到的是,只野兔。让他没有想到的是,一个世纪之后,这一个世纪之后,这24只野兔的只野兔的后代竟达到后代竟达到6亿只以上。漫山亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草,遍野的野兔与牛羊争食牧草,啃啮树皮,造成植被破坏,导啃啮树皮,造成植被破坏,导致水土流失。致水土流失。后来,人们引入后来,人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。得到控制。建构种群增长模型的方法建构种群增长模型的方法 实实例例二二:20世世纪
7、纪30年代年代,人人们们将将环颈环颈雉引入美国的一个雉引入美国的一个岛屿岛屿,在在1937-1942年期年期间间数数量量变变化的曲化的曲线线如右如右图图。建构种群增长模型的方法建构种群增长模型的方法实例三实例三:凤眼莲原产于南美,:凤眼莲原产于南美,1901年凤眼莲被作为观年凤眼莲被作为观赏植物引入中国栽培,赏植物引入中国栽培,30年代作为畜禽饲料引入中国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。内地各省,并作为观赏和净化水质的植物推广种植。由于繁殖迅速,又几乎由于繁殖迅速,又几乎没有竞争对手和天敌没有竞争对手和天敌,在我国南方江河湖泊中在我国南方江河湖泊中发展迅速
8、,目前我国有发展迅速,目前我国有这种凤眼莲这种凤眼莲184万吨,成万吨,成为我国淡水水体中主要为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一。的外来入侵物种之一。建构种群增长模型的方法建构种群增长模型的方法实实例例四四:2000年来世界人口增年来世界人口增长长曲曲线线建构种群增长模型的方法建构种群增长模型的方法自然界确有类似细菌自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增在理想条件下种群数量增长的形式,如果长的形式,如果以时间为以时间为横坐标,种群数量为纵坐横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线来表示,曲线标画出曲线来表示,曲线大致呈大致呈“”型型种群增长的种群增长的“”型曲线型曲线种群增长的种群增长的“”型曲
9、线型曲线1 1、产生条件、产生条件(模型假设模型假设):理理想想状状态态:食食物物和和空空间间条条件件充充裕裕;气气候候适适宜宜,没没有有敌害等;敌害等;N Nt t=N=N0 0 t t(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年后该种群的数年后该种群的数量,量,为年均增长率(第二年数量为年均增长率(第二年数量/第一年数量)第一年数量)2 2、种群增长模型:、种群增长模型:若若 1 1,种群密度增大,为增长型种群;,种群密度增大,为增长型种群;若若 1 1,种群密度减小,为衰退型种群;,种群密度减小,为衰退型种群;若若1 1,数量不变,为稳定型种群
10、。,数量不变,为稳定型种群。种群增长的种群增长的“”型曲线型曲线当一个种群刚迁入新的适宜环境时,如当一个种群刚迁入新的适宜环境时,如外来物种入侵外来物种入侵4、产产生情形:生情形:在实验室的在实验室的理想状态理想状态下,如细菌培养下,如细菌培养3、增长特点:、增长特点:种群数量连续的指数增长,呈种群数量连续的指数增长,呈“J”型,无最大值型,无最大值种群增长的种群增长的“”型曲线型曲线在一个培养基中,细菌的数量会一直按照这个公式增在一个培养基中,细菌的数量会一直按照这个公式增长吗?为什么?长吗?为什么?如何验证这个观点?如何验证这个观点?不会。原因是资源和空间是有限的。不会。原因是资源和空间是
11、有限的。生态学家高斯曾经做过生态学家高斯曾经做过这样一个实验:在这样一个实验:在0.5ml培养培养液中放入液中放入5个大草履虫,然后个大草履虫,然后每隔每隔24h统计一次大草履虫的统计一次大草履虫的数量。经过反复实验,得出数量。经过反复实验,得出了如图所示的结果。了如图所示的结果。种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线种种群群经经过过一一定定时时间间的的增增长长后后,数数量量趋趋于于稳稳定定的的增长曲线,称为增长曲线,称为“S”“S”型曲线。型曲线。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,又称K值。种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线1、产生条件:、产生条
12、件:存在环境阻力存在环境阻力 自自然然条条件件(现现实实状状态态)下下,食食物物、空空间间等等资资源源总总是是有有限限的的,当当种种群群密密度度增增大大时时,种种内内斗斗争争不不断断加加剧剧,天天敌敌数数量量不不断断增增加加,导导致致该该种种群群的的出出生生率率降降低低,死死亡率增高。亡率增高。种群密度越大,环境阻力越大。种群密度越大,环境阻力越大。2、增长特点:、增长特点:种种群群数数量量达达到到环环境境所所允允许许的的最最大大值值(K K值值),将将停停止止增长并在增长并在K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线K/2K/2转折期,增长速率最快转
13、折期,增长速率最快K K值:环境容纳量值:环境容纳量加速期,个体数量增加,增长加速加速期,个体数量增加,增长加速潜伏期,个体数量较少增长缓慢潜伏期,个体数量较少增长缓慢减速期,增长缓慢减速期,增长缓慢饱和期,增长速率为零饱和期,增长速率为零3、“S”型曲线分析:型曲线分析:种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线种群数量由种群数量由0K/20K/2时,时,种群增长率持续增大种群增长率持续增大种群数量在种群数量在 K/2K/2值时,值时,种群增长率最大,种群增长率最大,种群有最大持续产量种群有最大持续产量种群数量种群数量K/2KK/2K值时,值时,种群增长率不断降低种群增长率不断降低种群数量达到种
14、群数量达到K K值时,值时,种种群群增增长长率率为为零零,但但种种群群数数量量达达到到最最大大,且且种种内内斗斗争最剧烈。争最剧烈。K/2K/2K K值:环境容纳量值:环境容纳量3、“S”型曲线分析:型曲线分析:种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线g gh hf fK/2K/2a ab bc cd de e4、种群数量变化曲线与种群增长率曲线的关系:、种群数量变化曲线与种群增长率曲线的关系:图乙的图乙的fgfg段相当于图甲的段相当于图甲的acac段段图乙的图乙的g g点相当于图甲的点相当于图甲的c c点点图乙的图乙的ghgh段相当于图甲的段相当于图甲的cdcd段段种群增长的种群增长的“S”型
15、曲线型曲线1.表示相邻两年种群数量的倍数。表示相邻两年种群数量的倍数。在公式在公式NtN0t中,中,N1N02.增长率是新增加的个体数占原来个体数的比例。增长率是新增加的个体数占原来个体数的比例。其其计计算公式算公式为为:(:(这这一次一次总总数上一次数上一次总总数)数)/上一次上一次总总数数*100%增增长长率。如某种群率。如某种群现现有数量有数量为为a,一年后,一年后该该种群数种群数为为b,那么,那么该该种群在当年的增种群在当年的增长长率率为为(b-a)/a。3.增长速率是指单位时间内增长的数量。增长速率是指单位时间内增长的数量。其其计计算公式算公式为为:(:(这这一次一次总总数上一次数上
16、一次总总数)数)/时间时间增增长长速率。速率。则则24h后其种群增后其种群增长长速率速率为为:(:(b-a)/24h种群增种群增长长速率可以看种群增速率可以看种群增长长曲曲线线的斜率。的斜率。概念辨析概念辨析D D:出生率死亡率,即种群数量处于:出生率死亡率,即种群数量处于K K值。值。B B:出生率与死亡率之差最大,即种群数量处于:出生率与死亡率之差最大,即种群数量处于K/2K/2值。值。5、种群数量变化曲线与种群增长率曲线的关系:、种群数量变化曲线与种群增长率曲线的关系:种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线6、应用:、应用:有害动物的防治,应通过降低其环境容纳量有害动物的防治,应通过降低
17、其环境容纳量K值。值。受受保保护护动动物物的的拯拯救救和和恢恢复复,应应通通过过改改善善其其栖栖息息环环境境,提高提高K值。值。种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线生生产产上上的的捕捕获获期期应应确确定定在在种种群群数数量量为为K/2K/2时时最最好好;而而杀杀虫虫效效果果最最好好的的时期在潜伏期。时期在潜伏期。同同一一种种群群的的K K值值不不是是固固定定不不变变的的,会会受受到到环环境境的的影影响响。在在环环境境不不遭遭受受破破坏坏的的情情况况下下,K K值值会会在在平平均均值值附附近近上上下下波波动动;当当种种群群偏偏离离平平均均值值的的时时候候,会会通通过过负负反反馈馈机机制使种群密
18、度回到一定范围内。制使种群密度回到一定范围内。种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线环境资源有限(自然条件下)环境资源无限(理想条件下)随种群密度的上升而下降保持稳定有K值无K值 逐渐增大先增大,后减小7、“J”型曲线与型曲线与“S”型曲线的比较与联系型曲线的比较与联系种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线用用达达尔尔文文的的观观点点分分析析“J”型型曲曲线线表表明明生生物物具具有有什什么么特性?图中阴影部分表示什么?特性?图中阴影部分表示什么?1.“J”型曲型曲线线表明生物具有表明生物具有过过度繁殖度繁殖的特性。的特性。2.图图中阴影部分表示:中阴影部分表示:环环境阻力境阻力 环境阻力用达用
19、达尔尔文的文的观观点分析:通点分析:通过过生存斗争被淘汰的个体生存斗争被淘汰的个体数量,也即代表自然数量,也即代表自然选择选择的作用。的作用。种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线影响种群数量变化的因素:影响种群数量变化的因素:直接因素:直接因素:出生率、死亡率、迁入率、迁出率出生率、死亡率、迁入率、迁出率间接因素:间接因素:食物、气候、天敌、疾病、自然灾害食物、气候、天敌、疾病、自然灾害重要因素:重要因素:人类的活动人类的活动大大多多数数种种群群的的数数量量总总是是在在波波动动之之中中,在在不不利利条条件件之之下下还会急剧下降,甚至灭亡。还会急剧下降,甚至灭亡。种群数量的波动和下降种群数量的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 种群 数量 变化
限制150内