1、第四章 种群和群落,第2节 种群数量的变化,案例1疯长的凤眼莲,你让水中生物痛失“家园”,案例2濒危的金丝猴,黔金丝猴：500600只滇金丝猴： 2000只,案例3种群大爆炸,东亚飞蝗,气候、食物、天敌、传染病,自然因素：人为因素：,人类活动等,影响种群数量变化的因素？,一、种群数量的变化,增长、下降、波动、稳定等,问题的提出,假设渔民杨大叔承包了一个鱼塘养鱼，那么他就要考虑，一次投放多少幼苗？对于水体中的鱼，何时捕？捕捞多少？才能既不会使资源枯竭，又能使资源得到充分利用?,问题：种群增长的数量变化有怎样的规律？问题：如何合理利用和保护生物资源？,数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形
2、式。数学模型的表现形式可以为公式、图表等形式。,二、建构种群增长模型的方法,描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。,细菌,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。,用适当的数学形式对细菌的增长变化进行表达,二、建构种群增长模型的方法,任务1：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产 生后代的数量。,任务2：用公式表示出第n代的细菌数量Nn（20min时为第一代）：,任务3：72h后种群数量是多少？,任务4：利用表格中数据画出细菌的种群增长曲线,探究活动,曲线图与数学公式比较，优缺点？,曲线图：直观，但不够精确。数学公式：精确，但不够直观。,数学
3、公式：Nn=2n(N代表细菌数量，n表示第几代),数学模型,观察研究对象提出问题,提出假设,实验检验,用适当的数学形式对事物的性质进行表达,修正完善,二、建构种群增长模型的方法,实例1：澳大利亚野兔,思考：以上研究的是在实验条件下（理想条件下）种群的数量变化，在自然界中有没有符合这种规律的实例？,实例2：在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在19371942年期间，这个种群数量的增长如下图所示。,拓展： 1、还能不能用数学公式：Nn=2n来描述环颈雉在1937-1942年期间种群增长的规律？为什么？,不能，这个种群的起始个体不是一个，而且它们的繁殖方式也不是分裂生殖，可能一次产
4、生很多后代。,2、如何拓展出新的数学公式来描述该种群增长规律？,拓展：,Nn12n（n为第几代）,细菌增殖公式：,1为起始数量,N0表示种群起始数量,2为前后种群数量数量比,表示种群数量是一年前种群数量的倍数,NnN0 n（n为时间）,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,N0为某种动物种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，表示该种群数量是一年前的倍数。,条件：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的倍。,模型： Nt = N0t,符合什么样的条件，种群才会这
5、样增长？,三、种群增长的“J”型曲线,问题探讨,在杨大叔的鱼塘里鱼虾会按照这个公式增长吗？为什么？如何验证这个观点？,不会。原因是资源和空间是有限的。,生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在0.5ml培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示的结果。,思考：1、曲线形状象什么？其种群达到基本稳定的数量值称为什么？,“S”型曲线,2、大草履虫数量增长过程中增长速率是如何变的，哪一点增长速度最快？,四、种群增长的“S”型曲线,K值,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。,种群增长速率不断降低,种群数量K/2
6、 K值时，,四、种群增长的“S”型曲线,种群数量达到K值时，,种群增长速率为零,但种群数量达到最大，且种内斗争最剧烈。,种群数量在 K/2值时，,种群增长速率最大,种群数量由0K/2值时，,种群增长速率不断增大,K/2,增长速率最快,K值：环境容纳量,a,b,c,K/2,d,思考：如果我们要指导杨大叔养鱼，捕鱼应该选择在种群数量是多少时最好？应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平最好? （用图中所标注的点来描述）,四、种群增长的“S”型曲线,思考：图中阴影部分代表什么？,环境阻力,阴影部分代表被环境阻力（自然选择）淘汰掉的那部分种群数量,思考讨论,从环境容纳量的角度看，对家鼠等有害动物的控制，应
7、当采取什么措施？,从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低环境容纳量，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，等等。,K值并不是固定不变的,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,1、为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导 。 （合理利用和保护野生生物资源）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，为有害生物的预测及防治提供科学依据。 （为防治有害生物提供科学依据）4、为引进外来物种提供理性的思考。 5、有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。 （拯救和恢复濒危动物种群）,五、研究种群数量变化的意义,一、种群数量的变化二、建构种群增长模型的方法三、种群增长的“J”型曲线四、种群增长的“S”型曲线五、研究种群数量变化的意义,巩固练习,B,D,巩固练习,若如图表示某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长速率随时间变化的曲线，请判断如下叙述的正误：(1)该种小型淡水鱼在新的环境中呈“J”型增长。()(2)该种鱼在新湖泊中的环境容纳量约为t2时该鱼数量的两倍。()(3)t4时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失。(),变式训练,
