内容正文:
第二节 不同条件下种群的增长方式不同
第一章 种 群
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目录
一、建立数学模型是解释种群数量变化的重要方法
二、种群在无限环境条件下呈指数增长
三、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长
活动:探究果蝇种群的增长
在自然保护区中,大熊猫的生存环境适宜,大熊猫种群数量将会呈现怎样的变化?
思考:在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。请预测该细菌数量的变化情况,用公式或图示表示。
一、建立数学模型是解释种群数量变化的重要方法
Nt=N02t
二、种群在无限环境条件下呈指数增长
特点:
起始增长很慢,后来越来越快,且单位时间都按一定的百分数或倍数增长。
条件:
理想条件(资源无限,空间无限,不受其他生物制约)
指数增长,又称“J”形增长
实例一:1859年,一个英格兰的农民带着24只野兔,登陆澳大利亚并定居下来,但谁也没想到迁入一个新环境后,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。一个世纪之后,这个澳洲“客人”的数量呈指数增长,达到6亿只,引起了一次农业灾害。它们吃庄稼,毁坏新播下的种子,啃嫩树皮,并且打地洞损坏田地和河堤。
实例二:在20世纪30年代时,人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿,在1937--1942年期间,这个环颈雉种群迁入一个新环境后,种群的增长大致符合“J”形曲线。
实例三: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,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 。
结论:种群迁入一个新环境后,若该环境是食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等理想条件的,常在一定时期内出现“J”形增长。
在实际环境条件下,地球上哪怕只有一种生物按指数方式无限增长下去,最终也会把其他生物排挤掉,同时该物种也将走向毁灭。
在有限的环境条件下,种群呈逻辑斯谛增长。
三、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长
1.逻辑斯谛增长(“S”形增长曲线)
自然界生物种群增长的普遍方式
特点:
分为五个时期:
a开始期,增长缓慢
b加速期,增长加快
c转折期,增长最快
d减速期,增长减慢
e饱和期,达到环境容纳量
条件:
资源有限,空间有限,受其他生物的制约。
实例:大约在1800年,人们把绵羊种群引入塔斯马尼亚岛。在此后的60年间,绵羊种群按照“S”形曲线增长,直到1860年才稳定在170万头左右。这就是塔斯马尼亚岛长期所能养活的绵羊最大数量K值。
动物数量
0
2
4
6
8
100
200
300
400
500
600
年
12
·
K/2
K值只代表种群数量的一个平均值,实际的种群数量在K值附近上下波动。
2.环境容纳量
用字母K表示,指长时期内环境所能维持的种群最大数量。
注意:同一种群的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。
(教材课后题2)右图表示在理想状态和自然环境条件下某生物的种群数量变化曲线。下列关于两条曲线间阴影部分的解释,正确的是( )
A.环境中允许种群增长的最大值
B.其数量表示种群内迁出的个体数
C.其数量表示种群内出生的个体数
D.为种群在自然环境中增长所受到的环境阻力
D
(1)有害生物的防治
思考:怎样做才是最有效的灭鼠措施?
降低环境容纳量
①清除垃圾、硬化地面等
②将食物储藏在安全处,断绝食物来源
③养殖或释放天敌
3.K值的应用
(2)野生生物资源的合理利用
思考:为了保护鱼类资源不受破坏,并能持续地获得最大捕鱼量,应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?
应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平
原因:此时种群的增长速率最大
思考:如何保护大熊猫等濒危动物?
提高环境容纳量:建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境
(3)野生动物的保护
根据前面所学内容,思考在自然保护区中,大熊猫的种群数量将呈现怎样的变化趋势?
逻辑斯谛增长,达到环境容纳量后稳定
思考:种群的增长率和增长速率
种群在单位时间内新增加的个体数与原有数量的比例。
假设某种群现有数量为a,某单位时间后,该种群数量为b
增长率=(b-a)/a 或 =出生率 - 死亡率
增长率:
增长速率:
种群在单位时间内新增加的个体数
增长速率 =(b-a)/单位时间 = 切线的斜率
逻辑斯谛增长---“S”形增长曲线
指数增长---“J”形增长曲线
J形曲线的增长率是不变的,增长速率一直增加。
S形曲线的增长率逐渐下降,增长速率先上升后下降。
雌:个体大,腹部末端尖,色浅
雄:个体小,腹部末端钝,深黑色
果蝇的优势:
体型小
生活史短,繁殖力强
(25℃时12天完成一代)
容易饲养、计数和保存
活动:探究果蝇种群的增长
果蝇主