种群特征 数量变化.pptx
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1、、种群密度、种群密度种群密度种群密度种群的个体数量种群的个体数量空间大小(面积或体积)空间大小(面积或体积)种群密度很高种群密度很高种群密度一般种群密度一般种群密度较高种群密度较高种群在单位面积或单位体积中的个体数量。种群在单位面积或单位体积中的个体数量。一般用单位面积内的数量来表示。一般用单位面积内的数量来表示。第1页/共81页影响种群密度的因素主要有影响种群密度的因素主要有物种的个体大小物种的个体大小个体大的物种密度低。个体大的物种密度低。生存资源供给的能力生存资源供给的能力生存资源丰富的地方种生存资源丰富的地方种群密度高。群密度高。周期性变化周期性变化环境条件的周期性变化引起种群环境条件
2、的周期性变化引起种群密度周期性变化。如候鸟飞来时密度较高,飞走后密度周期性变化。如候鸟飞来时密度较高,飞走后密度为零。蚊子密度夏天高,冬天低密度为零。蚊子密度夏天高,冬天低外来干扰外来干扰如农田中洒农药后害虫因大量死亡如农田中洒农药后害虫因大量死亡而密度很快下降而密度很快下降天敌数量的变化天敌数量的变化如猫增多导致鼠密度下降;如猫增多导致鼠密度下降;青蛙增多导致害虫减少青蛙增多导致害虫减少偶然因素偶然因素如流行病、水灾、旱灾如流行病、水灾、旱灾第2页/共81页调查种群密度的方法调查种群密度的方法1.1.样方法:样方法:行动缓慢的小型动物和植物的种群行动缓慢的小型动物和植物的种群密度调查。密度调
3、查。样方大小一般以样方大小一般以1m1m2 2正方形为宜。正方形为宜。如五点取样法、等距取样法如五点取样法、等距取样法 取样原则:取样原则:1 1、随机取样、随机取样 2 2、样本数量足够大、样本数量足够大 3 3、取样过程没有主观偏见、取样过程没有主观偏见 计数原则:注意边缘效应:样方顶边、左计数原则:注意边缘效应:样方顶边、左 边及左角处个体统计在内。边及左角处个体统计在内。2.2.标志重捕法:标志重捕法:行动快速的大型动物。行动快速的大型动物。3.3.取样器取样法:取样器取样法:行动快速的小型动物。行动快速的小型动物。第3页/共81页2 2、出生率和死亡率、出生率和死亡率第4页/共81页
4、出生率和死亡率是种群数量及密度改出生率和死亡率是种群数量及密度改变的直接表现。物种的内部和外界因素变的直接表现。物种的内部和外界因素影响都以改变出生率和死亡率来体现。影响都以改变出生率和死亡率来体现。出生率出生率:种群中单位时间内新出生的个:种群中单位时间内新出生的个体数目占该种群个体总数的比率。体数目占该种群个体总数的比率。死亡率死亡率:种群中单位时间内死亡的个体:种群中单位时间内死亡的个体数数目占该种群个体总数的比率目占该种群个体总数的比率。第5页/共81页3 3、迁入率和迁出率、迁入率和迁出率对于一个种群来说单位时间内迁入或迁出的个体,占该种群个体总数的比率,分别称为迁入率或迁出率。第6
5、页/共81页4 4、年龄组成和性别比例、年龄组成和性别比例种群中各年龄期个体所占比例。一般分为幼种群中各年龄期个体所占比例。一般分为幼年年(尚无生殖能力尚无生殖能力)、成年、成年(有生殖能力有生殖能力)和老年和老年(丧失生殖能力丧失生殖能力)三个阶段。三个阶段。年龄组成一般分为增长型、稳定型和衰年龄组成一般分为增长型、稳定型和衰退型三种类型:退型三种类型:年龄组成年龄组成第7页/共81页增长型年龄组成增长型年龄组成老年老年成年成年幼年幼年增长型增长型特点是幼年个体大量成长为成年产生特点是幼年个体大量成长为成年产生后代,老年个体死亡的少,出生的比死亡后代,老年个体死亡的少,出生的比死亡的多,种群
6、密度呈逐渐增大的趋势。的多,种群密度呈逐渐增大的趋势。第8页/共81页稳定型稳定型特点是各年龄特点是各年龄期的个体数比例适期的个体数比例适中。在一定时期内中。在一定时期内出生的新个体数接出生的新个体数接近衰老死亡的个体近衰老死亡的个体数。种群密度保持数。种群密度保持相对稳定。相对稳定。稳定型年龄组成稳定型年龄组成老年老年成年成年幼年幼年第9页/共81页衰退型:衰退型:特点是老年特点是老年期个体数目较多期个体数目较多而幼年期的个体而幼年期的个体数目偏少。新出数目偏少。新出生的个体不能补生的个体不能补偿衰老死亡的个偿衰老死亡的个体数。种群密度体数。种群密度越来越小。越来越小。衰退型年龄组衰退型年龄
7、组成成老年老年成年成年幼年幼年第10页/共81页种群中雄性个体和雌性个体所占的比例。一种群中雄性个体和雌性个体所占的比例。一般分雌雄相当、雌多雄少和雌少雄多三种类型:般分雌雄相当、雌多雄少和雌少雄多三种类型:雌雄相当型雌雄相当型特点是雌特点是雌雄性个体数目雄性个体数目大体相等。大体相等。这种类型这种类型多见于高等动多见于高等动物。物。性别比例性别比例第11页/共81页雌多雄少型雌多雄少型特点是雌性特点是雌性个体显著多于雄个体显著多于雄性个体。性个体。这种类型常这种类型常见于人工控制的见于人工控制的种群及海豹等群种群及海豹等群体动物。体动物。海豹营群体生活。成年雄海海豹营群体生活。成年雄海豹通过
8、打斗,失败的个体被逐出豹通过打斗,失败的个体被逐出种群。群体中只有雌豹、幼豹和种群。群体中只有雌豹、幼豹和一只成年雄海豹。一只成年雄海豹。第12页/共81页雌少雄多型雌少雄多型雄性个体明显雄性个体明显多于雌性。多于雌性。这种类型较为这种类型较为罕见。如家白蚁等罕见。如家白蚁等营社会性生活的动营社会性生活的动物。物。蜜蜂若只考察蜜蜂若只考察有生殖能力的雄蜂有生殖能力的雄蜂和蜂王,也可看做和蜂王,也可看做雌少雄多型。雌少雄多型。第13页/共81页种群数量(种群密度)年龄组成年龄组成性别比例性别比例迁入率迁入率迁出率迁出率出生率出生率死亡率死亡率预测预测决定决定决定决定影响影响第14页/共81页种群
9、的空间特征概述 随机分布指的是每一个个体在种群分布领域中各个点出现的机会是相等的,并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。第15页/共81页均匀分布特征是,种群的个体是等距分布,或个体间保持一定的均匀的间距均匀分布。形成的原因主要是由于种群内个体之间的竞争。例如,森林中植物为竞争阳光(树冠)和土壤中营养(根际),沙漠中植物为竞争水分都能导致均匀分布。虫害或种内竞争发生时也可造成种群个体的均匀分布。第16页/共81页集群分布的特征是,种群个体的分布很不均匀,常成群、成簇、成块或成斑块地密集分布,各群的大小、群间的距离、群内个体的密度等都不相等,但各群大都是随机分布。其形成原因是:环境资源分布不均
10、匀,丰富与贫乏镶嵌;植物传播种子的方式使其以母株为扩散中心;动物的社会行为使其结合成群。集群分布是最广泛存在的一种分布格局,在大多数自然情况下,种群个体常是成群分布,如放牧中的羊群,培养基上微生物菌落的分布,另外,人类的分布也符合这一特性。第17页/共81页1、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?3、什么是环境容纳量?4、影响种群数量变化的因素有哪些?本节聚焦第18页/共81页增长增长波动波动稳定稳定下降下降第19页/共81页细菌的分裂生殖细菌的分裂生殖分裂过程分裂过程你知道2小时后有多少细菌吗?用什么办法描述细菌数量变化?第20页/共81页一、建构种群增长模型的方法一、建
11、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分钟分裂繁殖一代讨论:分钟分裂繁殖一代讨论: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量是多少?小时后由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?Nnn解:n 60min x72h20min216Nnn 2216时间时间分钟分钟2040 60 80 100 120 140 160 180分裂分裂次数次数细菌细菌数量数量 数量数量122438416532664712882569512222123242526272829第21页/共81页2040608
12、0100120140160180分钟分钟细菌种群增长曲线细菌种群增长曲线细菌数量/个第22页/共81页曲线图与数学方程式相比,较直观,但不够精确。分钟分钟细菌种群增长曲线细菌种群增长曲线细菌个数细菌个数横坐标是自变量,纵坐标是因变量,注意标明单位。第23页/共81页数学模型: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学 形式建立数学模型一般包括以下步形式建立数学模型一般包括以下步骤:骤:观察研究对象,提出观察研究对象,提出问题问题提出合理的假设提出合理的假设通过进一步的实验或观察等,通过进一步的实验或观察等,对模型进行检验或修正对模型进行检验或修正根据实验数据,用
13、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Nnn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进对自己所建立的模型进行检验或修正行检验或修正第24页/共81页细菌的数量个 理理想想条条件件下下细细菌菌数数量量增增长长的的推推测测:自自然然界界中中有有此此类类型型吗?吗?二、种群增长的“J”型曲线第25页/共81页实例1:澳大利亚本来并没有兔子。1859年,24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚
14、。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草,却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松,打洞做窝非常方便。于是,兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年,兔子的数量达到6亿只以上,遍布整个大陆。第26页/共81页实例2、20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿第27页/共81页凤眼莲凤眼莲(水葫芦)(水葫芦)凤眼莲原产于南美,1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速,又几乎没有竞争对手和天敌,我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略,挡住阳光,导致水下植物得不到足够光照而死亡。第28页/共81页自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式,如果以时间为横坐标
15、,种群数量为纵坐标画出曲线来表示,曲线大致呈“J”型第29页/共81页1 1、模型假设:模型假设:种群“”型增长的数学模型理想条件下在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年是第一年的倍;种群每年增长率(-1)都保持不变。型曲线型曲线增长率曲线时间时间种种群群数数量量第30页/共81页2 2、建立模型:、建立模型:模型中参数的意义:模型中参数的意义:种群起始数量种群起始数量为为N N0 0,t t为时间,为时间,NtNt表示表示t t年后年后该种群的该种群的数量数量.表示该种群的数量是一年前种表示该种群的数量是一年前种群数量的倍数。群数量的倍数。种
16、群“”型增长的数学模型t年后种群数量为:Nt=N0t第31页/共81页计计 算:算:某一地区某一地区20012001年人口普查时有年人口普查时有1010万万人,人,20022002年比年比20012001年增长年增长1 1。请预。请预测,按照此生长速度,测,按照此生长速度,20062006年该地年该地区的人口将有多少?区的人口将有多少?Nt10(1+1)2006-2001第32页/共81页前面实例细菌食物和生存空间充足条前面实例细菌食物和生存空间充足条件下,件下,2020分钟分裂一次,那么,第分钟分裂一次,那么,第8 8代有多少细菌?代有多少细菌?分析:第分析:第8 8代即是代即是N N7 7
17、,细菌起始数,细菌起始数量为量为1 1个,即个,即N N0 0=1=1,每次分裂是前一次,每次分裂是前一次的的2 2倍,即倍,即=2=2。N N7 7=N=N0 0 7 7=1=1227 7=128128个个第33页/共81页与社会的联系与社会的联系:我国自我国自13931990年以来人口统计数据如下:年以来人口统计数据如下: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?年份年份1393157817641849192819821990亿0.60.62.04.14.710.3 11.6第34页/共81页思考理想化的情况在自然界中并不存在。理想化的情况在自然界中并不存在。在大自然中在
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