内容正文:
第 2 节 种群数量的变化
1. 描述、解释和预测种群数量的变化,常常需要建立数学模型。
2.
3. 曲线图是数学模型的另一种表现形式。同数学公式相比,它能更直观地反映出种群的增长趋势。
4. 思考•讨论1
1. 这两个资料中的种群增长有什么共 同点?【答案】种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势。
2. 种群出现这种增长的原因是什么?【答案】食物充足、缺少天敌等。
3. 这种种群增长的趋势能不能一直持续下去?【答案】不能。因为资源和空间是有限的。
4. 越冬时环颈雉的死亡率上升,降低了每年春季观察到的种群数量,结果使种群的增长呈“Z”型。
旁栏思考题2:查历年来世界和我国人口增长的数据,分析人口是否呈“J”形增长。
【答案】近代以来,世界人口呈现出“J”形增长;我国人口在20世纪大部分时间呈现出“J”形增长,在1979年之后则基本稳定在较低的增长率水平上。
5. 自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式,如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线来表示,曲线则大致呈“ J”形。这种类型的种群增长称为“ J”形增长。
6. “J”形增长的数学模型(以数学公式表示)
模型假设:在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下,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λ倍。
建立模型:n年后种群数量为_______
模型中各参数的意义:N0为该种群的起始数量,t为时间,N表示 t年后该种群的数量,λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
7. 生态学家高斯(G.F.Gause,1910—1986 ) 曾做过单独培养大草履虫的实验:在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫,然后每隔24 h统计一次大草履虫的数量。经反复实验,得出了如图的结果。从图中可以看出,大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快,第五天以后基本维持
8. 种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定,增长曲线呈“ S”形。。这种类型的种群增长称为 “S”形增长。例如,栅列藻、小球藻等低等植物。
9. 之所以呈“ S”形増长,是由于随着大草履虫数量的增多,它们对食物和空间的竞争也趋于激烈,导致出生率降低,死亡率升高。在自然界, 当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时,初始阶段一般会岀现较快增长,但是,资源和空间总是有限的。当种群密度增大时,种内竞争就会加剧,这就会使种群的出生 率降低,死亡率升高。当死亡率升高至与出生率相等时, 种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平(或波动或下降,甚至消亡)。可见, 种内竞争对种群数量起调节作用。
10. 一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值。
11. 同一种群的K值不是固定不变的。大熊猫栖息地遭到破坏后,由于食物的减少和活动范围的缩小,其K值就会变小。这是野生大熊猫种群数量锐减的重要原因。因此,建立自然保护区,给大熊猫更宽广的生存空间,改善它们的栖息环境,从而提高环境容纳量,是保护大熊猫的根本措施。
12. 思考•讨论2
有人说目前全世界人口数量已经达到地球的环境容纳量,必须采取更加严格的 措施控制人口出生率;有人却认为科技进步能提高地球对人类的环境容纳量,例如,育种和种植技术的进步,能提高作物产量,从而养活更多人口。对此你持什么观点?你有哪些证据支持你的观点?
【提示】世界范围内存在的资源危机和能源紧缺等问题,说明地球上的人口可能已经接近或达到环境容纳量,因此应当控制人口增长;随着科技进步,农作物产量不断提高,人类开发、利用和保护资源的能力不断加强,因而可以养活更多的人口。
2.鼠害导致作物减产,蚊、蝇会传播疾病。从环境容纳量的角度思考,对家鼠等 有害动物的控制,应当采取什么措施?
【答案】对鼠等有害动物的控制,可以采取器械捕杀、药物防治等措施。从环境容纳量的角度思考,还可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将粮食和其他食物储藏在安全处,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;搞好环境卫生;等等。
13. 种群数量的波动
在自然界,有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。例如,某地野牛、狮。但对于大多数生物的种群来说,种群数量总是在波动中。如某地区东亚飞蝗。
处于波动状态的种群,在某些特定条件下可能出现种群爆发。蝗灾、鼠灾、赤潮等,就是种群数量爆发增长的结果。
当种群长久处于不利条件下,如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏,种群数量会出现持续性的或急剧的下降。
14. 种 群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群的数 量过少,种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。对那些已经低于种群延续所需要 的最小种群数量的物种,需要采取有效的措施进行保护。
15. 培养液中酵母菌种群数量的变化
1. 怎样对酵母菌进行