1、實(shí)驗(yàn)教程 2013年實(shí)驗(yàn)一 種群指數(shù)消長(zhǎng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁饬x生態(tài)系統(tǒng)是由生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)通過(guò)復(fù)雜的相互關(guān)系而組成的，而生命系統(tǒng)是其核心。生命系統(tǒng)是生態(tài)系統(tǒng)中植物群落、動(dòng)物群落、微生物群落的綜合體。群落又是各種種群的綜合體，群落的特征、變化特點(diǎn)及規(guī)律都直接影響著群落的生存和發(fā)展，而群落的種群組成特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及變化規(guī)律又直接影響物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化的進(jìn)行，最終影響生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。所以，了解種群數(shù)量變化的規(guī)律及其計(jì)算方法，對(duì)與今后更好地分析研究生態(tài)系統(tǒng)是非常必要的。二、實(shí)驗(yàn)原理在無(wú)限制生長(zhǎng)的條件下，種群中平均每個(gè)個(gè)體增殖速度不隨時(shí)間而發(fā)生變化。 當(dāng)t 0時(shí)，有即為指數(shù)生長(zhǎng)模型： Nt推導(dǎo)過(guò)程當(dāng)t=0時(shí)

2、，有N=N0，則N0=Ec,代入得：R推導(dǎo)三、應(yīng)用實(shí)例 1、種群增長(zhǎng)模型：人口的增長(zhǎng)；昆蟲、魚群的數(shù)量增長(zhǎng)；森林生物量的累積；資金的積累等均可用指數(shù)增長(zhǎng)模型來(lái)研究。 如；1949年我國(guó)人口5.41億，按1.9%不變年增長(zhǎng)率，我們1980年應(yīng)有多少人口？ N1980=N1949e0.01931=9.75億 若從1980年起，人口增長(zhǎng)率降到1%，到2000年我國(guó)人口總數(shù)即為 N2000=N1980e0.0120=11.91億2、指數(shù)衰弱模型：殘落物在分解條件穩(wěn)定時(shí)的分解；示蹤放射性元素的衰變等。 如：一個(gè)殘落物袋中原放有100g小麥稈，50天后剩下25g，試求殘落物分解率是多少？ 四、作業(yè)1、19

3、80年某縣農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值為3500萬(wàn)元，已知在原生產(chǎn)結(jié)構(gòu)條件下，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值年增長(zhǎng)率為2.7%，若通過(guò)適當(dāng)調(diào)整產(chǎn)業(yè)比例，年增長(zhǎng)率可提高到3.1%，試預(yù)測(cè)調(diào)節(jié)布局與否該縣在2000年農(nóng)業(yè)的產(chǎn)值和相差百分比。2、為檢驗(yàn)森林落葉在5cm土層中的分解速度，設(shè)計(jì)了一個(gè)試驗(yàn)，先測(cè)定每個(gè)殘落物袋的落葉原重，再置于5cm土層中，50天后測(cè)定剩重如下表，試計(jì)算落葉平均分解速度。原重 20.3 20.4 20.2 20.0 21.0剩重 17.3 16.8 15.9 16.5 17.1 實(shí)驗(yàn)二 邏輯斯蒂生長(zhǎng)模型一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁饬x生態(tài)系統(tǒng)是由生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)組成的。種群的生長(zhǎng)必然要受到環(huán)境條件的限制，在有限的環(huán)境資源條件

4、下，能夠達(dá)到的最大的種群密度叫環(huán)境容納量種群生長(zhǎng)呈現(xiàn)阻滯增長(zhǎng)成為S型增長(zhǎng)，可用邏輯斯蒂方程表示。從這一角度把握種群的數(shù)量變化，可以更切實(shí)際地了解種群的特征，對(duì)我們有效、經(jīng)濟(jì)地利用森漁草原和野生動(dòng)物等寶貴的自然資源有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。二、實(shí)驗(yàn)原理種群在生長(zhǎng)開始階段與指數(shù)增長(zhǎng)很接近，然而隨著種群數(shù)量的增加，增長(zhǎng)速度逐漸減慢，種群總量趨近于環(huán)境容納量，呈S型增長(zhǎng)曲線在指數(shù)增長(zhǎng)模型的基礎(chǔ)上，增加一個(gè) 因子，叫做環(huán)境阻力。邏輯斯蒂生長(zhǎng)模型：Nt推導(dǎo)當(dāng)t=0時(shí)，有N=N0，則N0=ec,代入得：R推導(dǎo)三、作業(yè) 水稻栽培試驗(yàn)中，已知在第20天的平均株重為30g，第40天的平均株重為80g ，最終株重從實(shí)驗(yàn)

5、得知為135g，已知株重變化呈Logistic生長(zhǎng)，試建立這個(gè)株重增長(zhǎng)的模型。實(shí)驗(yàn)三 可更新資源的管理實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁饬x種群在環(huán)境條件的限制下，數(shù)量變化呈現(xiàn)LOGISTIC增長(zhǎng)。從這一角度把握種群的數(shù)量變化，可以更切實(shí)際地了解種群的特征，對(duì)我們有效、經(jīng)濟(jì)地利用森漁草原和野生動(dòng)物等寶貴的自然資源有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)會(huì)計(jì)算最終增長(zhǎng)量與增長(zhǎng)速度的方法，以及環(huán)境容納量和最大的可永續(xù)收獲速度。實(shí)驗(yàn)原理從公式可以看出，種群增長(zhǎng)最快是在N=K/2處。收獲處于K/2以上的那部分生物量，可保持種群以最快的速度增長(zhǎng)。當(dāng)種群數(shù)量達(dá)K/2時(shí)，種群的最大增長(zhǎng)速度此速度也叫最大的可永續(xù)收獲速度。實(shí)例 及作業(yè)1、某森林木材積蓄1000m3，一年后為1030m3，二年后為1050m3，該森林木材積蓄呈Logistic生長(zhǎng)，求可能的最終積蓄量（K）和其積蓄速度。當(dāng)森林木材積蓄量達(dá)到多少時(shí)，具有最大可永續(xù)收獲速度？最大速度是多少。 2