内容正文:
第1章 种群及其动态
目 录
第一节 种群的数量特征
考点1 种群的特征与种群数量变化之间的关系
第二节 种群的数量变化
考点1 种群增长的“J”形和“S”形曲线
考点2 K值和K/2值在实践中的应用
第三节 影响种群数量变化的因素
考点1 密度制约因素和非密度制约因素影响种群数量
第1节 种群的数量特征
考点1 种群的特征与种群数量变化之间的关系
在种群的四个特征中,种群密度是最基本的数量特征,与种群数量呈正相关,它只能反映一段时间内的种群数量,如果要体现种群数量未来的变化趋势,还要研究出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。
出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素,出生率高,迁入多时种群密度大;相反,种群密度小。年龄组成和性别比例是种群密度的间接影响因素,通过影响种群的出生率和死亡率来体现对种群密度的影响。
预测种群密度未来变化趋势时,首先依据的是年龄组成,其次是性别比例,由此推导种群出生率和死亡率的关系,从而确定种群的未来变化趋势。
(1)年龄组成: ①增长型:出生率﹥死亡率,种群密度增大②稳定型:出生率≈死亡率,种群密度基本稳定;③衰退型;出生率<死亡率,种群密度减少。
(2)相同年龄组成,看性别比例 ①♀﹥♂,种群密度增长快;②♀≈♂,种群密度增长相对稳定;③♀﹤♂,种群密度增长慢。
除上述外,影响种群密度的因素还有:
1、物种的个体大小:个体大的物种密度低
2、生存资源的供给能力:生存资源丰富的地方种群密度高
3、周期性变化:环境条件的周期性变化引起种群密度周期性变化。如:候鸟飞来时密度较高,飞走后密度为0;蚊子密度夏天高,冬天低。
4、外来干扰:农田中洒农药后害虫因大量死亡而密度很快下降。
5、天敌数量的变化:猫增多导致鼠密度下降;青蛙增多导致害虫减少。
6、偶然因素:流行病、水灾、旱灾等
7、种间关系
【例1】下图是种群数量特征的概念图,其中a、b是种群的其中两个数量特征,相关叙述正确的是()
A. 出生率、死亡率、迁入率和迁出率是种群数量的最基本特征
B. 模型中的各种特征不是各生物种群都应具有的数量特征
C. 数量呈“J”形增长的种群中没有死亡和迁出的个体
D. 样方法、标记重捕法是估算的方法,黑光灯诱捕法是逐个计数的方法
第二节 种群的数量变化
考点1 种群增长的“J”形和“S”形曲线
1、 “J”形增长曲线
有些生物在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下可以连续生殖,种群数量呈指数增长。指数增长特点是:增长不受资源限制,不受空间和其它生物制约,开始增长缓慢,但随着种群基数的增加,增长会越来越快。
模型构建:
假设:①种群在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件增长,增长率不变;
②世代之间有重叠,连续增长;
③种群没有迁入、迁出;
④种群有年龄结构。
数学模型:微分式:dN/dt=rN 积分式:Nt=N0ert
参数含义:N:种群大小;
r:r=b-d,b和d代表个的瞬时出生率和死亡率;瞬时增长率;
t:时间;
e:自然常数。
∵Nt=N0λt Nt=N0ert
∴λ= er r=lnλ
r
λ
种群数量变化
r>0
λ>1
种群数量增长
r=0
λ=1
种群数量稳定
r<0
r
种群数量下降
例1:细菌每20分钟分裂一次,1小时繁殖3代。如果从一个细菌开始,它就会按1、2、4、8、16、32......倍增,36小时后将完成108代,细菌总数达到2107个。
例2:用该模型可以计算人口增长率和进行人口预测。
2、 “S”形增长曲线
从指数增长方程可以看出,只要r>0,种群就会一直无限增长下去。但是,自然资源(食物和空间)是有限的,气候多变,天敌存在等,自然界种群数量不能无限增长,种群增长呈逻辑斯谛增长。
模型构建:
假设:①自然资源(食物和空间)是有限的,气候多变,天敌存在等
②有一个环境容纳量(通常以K表示),当Nt = K 时,种群为零增长,即dN/dt = 0
③增长率随密度上升而降低的变化是按比例的
每增加一个个体,就产生1/K的抑制影响。每一个体利用了1/K的“空间”,N个体利用N/K“空间”,而可供种群继续增长的“剩余空间”只有(1- N/K)。
数学模型:微分式:dN/dt=rN(1-N/K) 积分公式为:Nt=K/(1+ea-rt)
参数含义:N:种群大小;r:瞬时增长率;t:时间;e:自然常数;(1- N/K):逻缉斯谛系数;
a:参数,其值取决于N0,是表示曲线对原点的