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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 生态系统及其稳定性,第,2,节 种群数量的变化,大肠杆菌,一、建构种群增长模型,培养大肠杆菌的培养基,思考：,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,时间分钟,20,40,60,80,100,120,140,160,180,细菌数量,(2),根据上表，写出,n,代细菌数量的计算公式。,(1),请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量,:,t,N,（,3,）将数学公式（,N=2,n,),变为曲线图,曲线图与数学方程式,比较，有哪些优缺点？,直观，,但不够精确。,思考：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,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：,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,N,n,n,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,种群数量变化的类型,“,J,”,型曲线,增长,波动,下降等,“,S,”,型曲线,自然界种群变化的主要情况有哪些？,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,二、种群增长的,“,J,”,型曲线,澳洲利用黏液瘤病毒消灭兔子,实例,2,：,右图为环颈雉被引入美国的某岛屿上后，,1937-1942,年期间种群的增长。,我国自,1393,1990,年以来人口统计数据如下：,绘出上述时间内我国人口数量变化的曲线示意图。,按照此曲线发展下去将会出现怎样的状况？ 鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？,年份,1393,1578,1764,1849,1928,1982,1990,亿,0.6,0.6,2.0,4.1,4.7,10.3,11.6,与社会的联系,研究种群数量变化有何意义？,理想条件下的种群增长模型,世界人口的指数增长曲线,理想条件下的种群增长模型,“,J,”,型增长的数学模型,1,、模型假设：,：,理想状态,食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等。,（,N,0,为起始数量，,t,为时间，,N,t,表示,t,年后,该种群的数量，,代表增长倍数，不是增长率，,1,种群密度增大，,1,种群密度减小,）,种群,“,J,”,型增长的数学模型公式：,N,t,=N,0,t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的,倍,。,高斯（,1934,）把,5,个大草履虫置于,0.5mL,的培养液中，每隔,24,小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：,高斯对大草履虫种群研究的实验,请你绘制大草履虫的种群增长曲线！,“,J,”,型增长能否一直持续下去吗？,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,讨论：,大草履虫的增长呈,“,S,”,型曲线的原因有哪些？,讨论,:,大草履虫的增长呈该型曲线的原因有哪些？,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。,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。,常划分为五个时期：,开始期，,个体数很少，增长缓慢；,加速期，,随个体数增加，增长逐渐加快；,转折期，,当个体数达,K/2,时，增长最快；,减速期，,个体数超过,K/2,以后，增长逐渐变慢,;,饱和期，,个体数达到,K,值而饱和。,S,型增长曲线的特点：,K/2,的意义：,K/2,左右，种群单位时间的增长率最大,渔业,林业,剩余,K/2,可再生资源的最佳收获策略,畜牧业,草业,想一想：当池鱼满塘，密林成材，牧草丰肥，牛羊满圈的时候,你将怎样收获，才能维持种群的持续最大收益呢？,例,1.,此图中种群在理想环境中呈,J,型曲线（甲）增长，在有环境阻力条件下，呈,S,型曲线（乙）增长，下列有关种群增长曲线正确的是,A.,若此图表示草履虫种群增长曲线，当种群数量到达,e,点后，增长率为,0,B.,种群中出现环境阻力是,在,d,点之后,C.,若此图表示蝗虫种群增,长曲线，则虫害的防治应,在,c,点进行,D.,若此图表示微生物的增长,曲线，则在,e,处的出生率和,死亡率为,0,。,A,k/2,t,1,t,2,最大持续产量,例,2.,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，应该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,A,种群数量稳定,B,种群增长量最大,C,种群数量最大,D,环境条件所允许的种 群数量最大,B,例,3,、在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示。,下列,4,图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（ ）,D,问题：从环境容纳量（,K,值）的角度思考：,（,1,）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？,（,2,）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么,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。,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，等等。,种群增长的,“,S,”,型曲线,种群的增长方式,“,J,”,型增长曲线,“,S,”,型增长曲线,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。,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,。,种群增长的,“,S,”,型曲线,两种种群增长方式的差异主要在于,环境阻力,对种群数量的影响,增长方式,指数增长,逻辑斯谛增长,产生,条件,特点,资源无限、空间无限、,不受其他生物制约等,理想条件下,K,值（即环境容纳量）：在,长时期内环境所能维持的种,群最大数量。,是种群在该环境中的稳定平,衡密度,种群增长的两种方式比较,资源有限、空间有限、,受其他生物制约等,有限条件下,起始增长很慢，随着,基数的加大，增长越,来越快。,起始加速增长，,K/2,时增长,最快，之后开始减速增长，,到达,K,值时便停止增长或在,K,值上下波动。,什么情况出现此种曲线？,有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？,种群的数量是由出生率和死亡率、迁入和迁出（食物、气候、天敌、传染病、人类活动）决定的。,种群增长的,“,J”,型曲线,时间,种群数量,大多数种群的数量总是在波动之中的，,四、种群数量的波动和下降,东亚飞蝗种群数量的波动,在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡,自然环境条件下，种群数量总是在,K,值附近上下波动,K,值,种群在一定环境中的稳定平衡密度。,将,10ml,酵母液放在适宜的温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样,4,次，分别测定样品中酵母菌的数量和,pH,值，结果如表,1,所示，请分析回答：,（,1,）,推测表中样品的取值先后顺序为,_,（,2,）对酵母菌而言，,10ml,该培养液的环境负荷量为,_,。,（,3,）若第,5,次均匀取样，样品中的酵母菌数量为,760,个,/mm,3,。,产生这一结果的原因是,_,。,样品,酵母菌数量（个,/mm,3,）,pH,1,1210,4.8,2,820,5.4,3,1210,3.7,4,1000,5.0,培养液中营养物质不断被消耗，,pH,值降低，部分酵母菌因生存空间、营养物质的缺乏而死亡或解体。,酵母菌种群的数量变化,1.2110,7,个,2-4-1-3,酵母菌的数量和,pH,值,影响种群数量变化的因素,直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出,间接因素：食物、气候、传染病、天敌,重要因素：人类的活动,种群的数量变化,研究方法：,理想条件,有限环境：,种群数量的变动,构建数学模型步骤,观察研究对象，提出问题,作出假设,根据实验数据用数学形式表达,检验或修正,公式：,曲线：,“,J,”,型曲线,“,S,”,型曲线,定义：种群经过一段时间的增长 后，数量趋于稳定的增长曲线,K,值：即环境容纳量，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,（,2005,北京会考）栖息在灌木丛中的红松鸡种群数量呈周期性波动（如图,A,），科学家发现红松鸡体内有一种线虫生活。为确定红松鸡种群数量的周期性波动是否由线虫引起，科学家用驱虫剂分别处理红松鸡种群中,5%,、,10%,、,20%,的个体，得到红松鸡的数量变化曲线（如图,B,）。,请分析回答问题：,（,1,）随着驱虫剂处理的百分比增大，红松鸡种群数量的波动幅度,。,（,2,）红松鸡与线虫的种间关系是,。当线虫大量增殖时，红松鸡种群的,下降，,升高，进而引起红松鸡种群密度下降。反之，红松鸡种群密度上升。,死亡率,出生率,减小,寄生,
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