种群数量的变动中图版课件

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,*,问题的提出,中国水利网,：宁波、昆明、武汉等地，人躺在铺满,凤眼莲,的湖面上，可以不沉；上海去年,3,万吨的凤眼莲打捞量，今年已翻了,3,倍有余，上升至,10,万吨；凤眼莲所带来的水体富营养化，让越来越多的水中生物痛失“家园”。,1,问题的提出,国家地理：在几百年前，,金丝猴,在许多地区广泛分布，人口的增加和山林的破坏使金丝猴的分布区越来越小。现在，黔金丝猴的数量只有500600只，处于濒危状态，只在贵州省的梵净山区生存。滇金丝猴生活在云南西北部、西藏东南端及四川西部长江上端金沙江上游的高山中，数量不到2000只，也处境濒危。,2,假设你的家长承包了一个水库养鱼虾，如果一次投放的幼苗过多或延迟捕捞，由于环境的负载能力限制，都不能达到效益的最优化；相反，如果大量捕捞，使鱼虾数量大大减少，其种群往往要经过相当长的延滞期才能进入指数增长期，对生产极为不利。,那什么时候是捕捞的最佳数量期？,问题：如何合理利用和保护生物资源？,问题：种群的数量变化有怎样的规律？,问题的提出,3,预习提纲,1.,怎样构建种群数量增长的模型？,2.,种群数量是怎样变化的？,3.,什么是环境容纳量？,4.,影响种群数量变化的因素有哪些？,4,数学模型,：,是用来描述,一个系统,或,它的性质,的数学形式。,数学模型的表现形式可以为,公式,、,图表,等形式。,一、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,。,5,一、建构种群增长模型的方法,问题探讨,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。,6,一、建构种群增长模型的方法,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为,min,）产生后代的数量。,2n代细菌数量,Nn,的计算公式是：,Nn,372小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,1,n,解：,n min xhmin,Nn,1,n,7,细菌数量,一、建构种群增长模型的方法,4,、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。,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。,数学公式：,精确，但不够直观。,Nn,1,n,8,一、建构种群增长模型的方法,5.,类型：,坐标式（曲线图、柱状图）,数据分析表格式,数学方程式,N,n,=2,n,方程式精确,曲线图直观,9,一、建构种群增长模型的方法,1,、观察研究对象，,提出问题,细菌每,20,分钟分裂一次，,问题：细菌数量怎样变化的？,2,、,提出,合理的,假设,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加的影响,3,、根据实验数据，用适当的,数学形式,对事物的性质进行,表达,（,建立数学模型,）,列出表格，根据表格画曲线，推导公式,4,、通过进一步实验或观察等，对模型进行,检验或修正,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,6,、建立数学模型一般包括以下步骤：,10,细菌的数量个,理想条件下细菌数量增长的推测：自然界中有此类型吗？,二、种群增长的“,J”,型曲线,11,实例一：,1859,年，一位英国人来到澳大利亚定居，他带来了,24,只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这,24,只,野兔的后代竟达到,6,亿只,以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。,后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。,12,实例二：,凤眼莲,（水葫芦）原产于南美，仅以一种观赏性植物零散分布，,1844,年在美国的博览会上曾被喻为“美化世界的淡紫色花冠”。自此以后凤眼莲被作为观赏植物引种栽培，现已在亚、非、欧、北美洲等数十个国家造成危害。,1901,年作为花卉引入中国，,30,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，后逃逸为野生。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，在我国南方江河湖泊中发展迅速，目前我国有这种凤眼莲,184,万吨，成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一。,13,凤眼莲（水葫芦）,14,15,实例三：,在,20,世纪,30,年代，人们将,环颈雉,引入美国的一个岛屿。在,1937,1942,年期间，这个种群数量的增长如下图所示。,如果以,时间,为横坐标，,种群数量,为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈什么型？,16,二、种群增长的“J”型曲线,实例,3,：,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，,种,群数量,为纵坐标，曲,线则大致呈,“,J”,型,美国某岛屿环颈雉,种群数量的增长,17,二、种群增长的“,J”,型曲线,产生条件：,理想状态,食物充足，空间不限，,气候适宜，没有天敌等；,增长特点：,种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的,倍。,量的计算：,t,年后种群的数量为,N,t,=N,0,t,（,N,0,为起始数量，,t,为时间，,N,t,表示,t,年后该种群的数量，,为一年前种群数量的倍数）,例子：,实验室条件下、外来物种入侵、,迁移入新环境。,18,问题：,“,J”,型增长能一直持续下去吗？,存在环境阻力,自然界的资源和空间总是有限的；种内斗争就,会加剧；捕食者增加等。,当种群数量增加到一定阶段时，种群数量就会,稳定在一定的水平。,19,问题探讨,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？,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。,20,三、种群增长的“S”型曲线,K=375,1.,概念：在资源和空间有限时，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。,2.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成为,环境容纳量,，又称,K,值,。,如：大草履虫种群的增长曲线,21,种群增长,速,率不断低,种群数量,K/2,K,值时，,3.,对,种群增长的“S”型曲线的分析,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,0,K/2,值时，,种群增长速率增大,K/2,转折期，增长速率最快,K,值：,环境容纳量,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,减速期，增长缓慢,饱和期，增长速率为零,22,三、种群增长的“,S”,型曲线,4.,产生条件：,自然条件,(,现实状态,),食物等资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争不断加剧，天敌数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死亡率增高。,5.,增长特点：,种群数量达到环境所允许的最大值（,K,值），将停止增长并在,K,值左右保持相对稳定。,存在环境阻力,种群密度越大 环境阻力越大,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,23,思考讨论：从环境容纳量（,K,值）的角度,（,2,）为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平,?,根据种群增长的,S,型曲线，应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种群增长量最大。,（,3,）对家鼠等有害动物的控制，从环境容纳量的角度看，应当采取什么措施？,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。,（,1,）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。,6.,应用：,24,种群增长的“S”型曲线,问题：,种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？,环境条件的改变，K值也随之发生改变，即改,善环境条件可使K值增大，如环境条件受到破,坏，则K值将会减小。,25,7.,比较种群增长两种曲线的联系与区别,环境资源无限,环境资源有限,保持稳定,逐渐降低,无，,持续保持增长,有,K,值,环境阻力,K,值：,环境容纳量,食物不足,空间有限,种内斗争,天敌捕食,气候不适,寄生虫,传染病等,26,用达尔文的观点分析“,J”,、“,S”,曲线,时间,种群数量,J,型曲线,S,型曲线,K,值,1,、“,J”,型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有,过度繁殖,的特性。,2,、图中阴影部分表示：,环境阻力,；,用达尔文的观点分析指：通过,生存斗争,被,淘汰,的个体数量，也即代表自然选择的作用。,“,J”,型曲线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？,27,K/2,a,b,c,d,g,h,f,e,种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系,图乙的,fg,段相当于图甲的,ac,段。,图乙的,g,点相当于图甲的,c,点。,图乙的,gh,段相当于图甲的,cd,段。,图乙的,h,点相当于图甲的,de,段。,甲,乙,种群增长曲线的生产生活中的应用：,有害动物的防治，应通过降低其环境容纳量（,K,值）,受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖息环境，提高,K,值。,生产上的捕获期应确定在种群数量为,K/2,时最好；而杀虫效果最好的时期在潜伏期。,28,例：我国自,1393,1990,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？,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么措施？,29,人口,/,亿,我国,1000-1990,年的人口数量变化,课后延伸与拓展：,看图分析,30,四、种群数量的波动和下降,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。,31,1,、野生生物资源合理利用和保护,鱼类 的捕捞,2,、害虫的防治,蝗虫的防治,影响种群数量变化的因素有哪些呢？,研究种群数量变化有何意义？,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,（环境因素）,重要因素：人类的活动,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，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。,种群数量变化的类型：,增长，稳定，波动、下降等,32,藏羚羊在哭泣,33,乱伐森林,34,被伐的森林和野牛,35,五、研究种群数量变化的意义,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）,既要使生物资源的产量达到最大，又不危害生物资源的可持续发展，砍伐、捕捞、狩猎后，保证种群的增长速率为最大值。,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）,降低环境的负荷量（K值）。如鼠害防治可通过严密封存粮食、清除生活垃圾、保护老鼠的天敌等措施来降低K值。,4、为引进外来物种提供理性的思考。,必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害，即是否会构成生物入侵。,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）,36,1,在研究下列几个种群的增长模型时，最可能与数学模型相符合的是,(,),A,麋鹿种群,B,大熊猫种群,C,玉米种群,D,青蛙种群,答案：,C,种群的增长最符合数学模型的情形，,就是种群中的个体在上下代之间不重叠的情况。,37,2,在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是,B,38,3,(2009,广东高考,),太平洋一个小岛上的某野兔种群的,数量变化如下表：,B,该种群变化率最大的时期为,(,),A,1925,1930,年,B,1930,1935,年,C,1940,1945,年,D,1945,1950,年,39,4,下图