關于種群數量的變化第1頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五學習目標知識目標：1、概述建構種群增長模型的方法；2、舉例說明種群增長的”J”型曲線,分析其產生的條件、特點和量的計算等；3、舉例說明種群增長的“S”型曲線，并與“J”型曲線作比較；第2頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五學習目標能力目標：1、能解釋“J”型增長和“S”型增長的數學建模與種群數量變化的關系；2、用數學解釋種群數量變化的波動原因，指出能調節種群數量變動的因素；情感、態度和價值觀目標：1、闡明研究種群數量變動的意義，關注人類活動對種群數量變化的影響；第3頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五問題導入

在營養和生存空間沒有限制的情況下，某1個細菌每20分鐘分裂繁殖一代。細菌的數量會一直按照這個方式增長嗎？第4頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五觀察研究對象，提出問題提出合理的假設通過進一步的實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進行表達細胞每20min分裂一次資源空間無限多，細菌種群的增長不受種群密度增加的影響Nn＝２n觀察、統計細菌數量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正數學模型用來描述一個系統或它的性質的數學形式．建立數學模型一般包括以下步驟：第5頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五時間（min）細胞數020406080100202122232425分裂細菌繁殖產生的后代數量第6頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五②72小時后，由一個細菌分裂產生的細菌數量是多少？③在一個培養基中，細菌的數量會一直按照這個公式增長嗎？如何驗證你的觀點？解：n＝60minx72h／20min＝216

Nn＝２n＝2216

細菌數量不會永遠按這個公式增長。可以用實驗計數法來驗證。第7頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五將數學公式（Nn＝2n）變為曲線圖時間分鐘20406080100120140160180細菌數量

248163264128256512第8頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五如果以時間為橫坐標，種群數量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線大致呈“Ｊ”型．一、種群增長的“J”型曲線曲線圖與數學方程式比較，優缺點？直觀，但不夠精確。第9頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五1859年，24只野兔6億只以上的野兔近100年后實例1：澳大利亞野兔自然界確有類似的細菌在理想條件下種群數量增長的形式，第10頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五實例2：鳳眼蓮第11頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五某海島上環頸雉種群數量的變化第12頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五“J”型增長的數學模型

1、產生條件：

理想狀態——食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；2、種群“J”型增長的數學模型公式：N0為起始數量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數量，λ為年均增長率，即第二年是第一年的λ倍。Nt=N0

λt

第13頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五3、時期：2、特點：新物種遷入的開始階段實驗條件下種群數量連續增長，增長率保持不變?！癑”型曲線發生的條件、特點和時期？第14頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五存在環境阻力———

自然條件（現實狀態）——食物等資源和空間總是有限的，種內競爭不斷加劇，捕食者數量不斷增加。導致該種群的出生率降低，死亡率增高．當出生率與出生率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩定在一定的水平．“J”型增長能一直持續下去嗎？有實例證明嗎？第15頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五[例]生態學家高斯的實驗

種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩定的增長曲線，稱為“S”型曲線．大草履蟲種群的增長曲線P67二、種群增長的“S”型曲線第16頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五種群數量達到環境所允許的最大值（K值）后，將停止增長并在K值左右保持相對穩定。

A

K值：在環境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數量稱為環境容納量。第17頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五A種群數量達到K值時，種群—增長停止種群數量在K/2值時，種群—增長最快種群數量小于K/2值時種群—增長逐漸加快種群數量大于K/2值時種群—增長逐漸減慢

第18頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五①產生條件：存在環境阻力：

自然條件（現實狀態）——食物等資源和空間總是有限的，種內競爭不斷加劇，捕食者數量不斷增加。導致該種群的出生率降低，死亡率增高．當出生率與死亡率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩定在一定的水平．種群增長的“Ｓ”型曲線②增長特點：

種群數量達到環境所允許的最大值（K值）后，將停止增長并在K值左右保持相對穩定。第19頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五20③種群數量變化曲線與種群增長速率曲線的關系⑴圖乙的fg段相當于圖甲的ac段⑵圖乙的g點相當于圖甲的c點⑶圖乙的gh段相當于圖甲的cd段⑷圖乙的h點相當于圖甲的de段K/2abcdghfe甲乙0—K/2時逐漸增大K/2—K時逐漸減小在K/2時達到最大在K時增長速率為0增長速率變化：種群數量變化：在K值時達到最大t0t1t2第20頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五比較種群增長兩種曲線的聯系與區別第21頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五（種群數量）D:出生率＝死亡率，即種群數量處于K值。B:出生率與死亡率之差最大，即種群數量處于K/2值。第22頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五K值是環境最大容納量。環境阻力代表自然選擇的作用。農、林、牧業生產就是在這個范圍內謀求產量的提高,其潛力有一定限制。第23頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五24用達爾文的觀點分析“J”、“S”曲線時間種群數量J型曲線S型曲線K值1、“J”型曲線用達爾文的觀點分析表明生物具有過度繁殖的特性。2、圖中陰影部分表示：環境阻力，種群密度越大環境阻力越大3、用達爾文的觀點分析指：通過生存斗爭被淘汰的個體數量，也即代表自然選擇的作用。“J”型曲線表明生物具有什么特性？圖中陰影部分表示什么？第24頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五比較種群增長兩種曲線的聯系與區別J型曲線S型曲線前提條件種群增長率有無K值曲線環境資源無限環境資源有限保持穩定先升后降無，持續保持增長有K值環境阻力K值：環境容納量食物不足空間有限種內斗爭天敵捕食氣候不適寄生蟲傳染病等第25頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五K/2的應用①資源開發與利用：種群數量達環境容納量的一半時種群增長速率最大，再生能力最強——把握K/2值處黃金開發點，維持被開發資源的種群數量在K/2值處，可實現“既有較大收獲量，又可保持種群高速增長”，從而不影響種群再生，符合可持續發展的原則。為了保護魚類資源不受破壞，并能持續地獲得最大捕魚量，根據種群增長的S型曲線，應使被捕魚群的種群數量保持在K／2水平。這是因為在這個水平上種群增長量最大。第26頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五②有害生物防治：務必及時控制種群數量，嚴防達K/2值處(若達K/2值處，可導致該有害生物成災，如蝗蟲的防控)第27頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五怎樣做才是保護大熊貓的根本措施？建立自然保護區，改善大熊貓的棲息環境，提高環境容納量。第28頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五提示：從環境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動物種群的環境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養殖或釋放它們的天敵等。怎樣做才是最有效的滅鼠措施？第29頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五

大多數種群的數量總是在波動之中的，在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡。三、種群數量的波動和下降東亞飛蝗種群數量的波動同一種群的K值不是固定不變的，會受到環境的影響第30頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五

種群的數量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會引起種群數量的變化。環境因素種群的出生率、死亡率、遷出和遷入種群數量的變化氣候、食物、天敵、傳染病等增或減增長、波動、穩定、下降等影響種群數量變化的因素第31頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五（1）有利于野生生物資源的合理利用及保護。（2）為人工養殖及種植業中合理控制種群數量、適時捕撈、采伐等提供理論指導。

（3）通過研究種群數量變動規律，為害蟲的預測及防治提供科學依據。四、研究種群數量變化有何意義（4）有利于對瀕危動物種群的拯救和恢復。第32頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期五云豹的保護蒼鷺的保護野豬的保護救護被困的鯨魚全力防蝗減災第33頁，共35頁，