高中生物S型曲線和J型曲線詳細比較

J 型曲線和S 型曲線特點比較1 。1 “ J ” 型曲線的特點 “ J ” 型曲線( 如圖 1 ) 是指在食物( 養(yǎng)料) 和空間條件充裕、 氣候適宜、沒有敵害等理想 條件下，種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長， 第二年的 數(shù)量是第一年的入倍。它反映了種群增長的潛力。 1 。2 “ S ” 型曲線的特點 “ s ” 型曲線( 如圖2 ) 是指種 群在一個有限的環(huán)境中增長， 由于資源和空間等的限制， 當(dāng)種群密度增大時， 種內(nèi)斗爭加劇， 以該種群為食的動物的數(shù)量也會增加 ， 這就會使種群的出生率降低，死亡率增高。當(dāng)死亡率增加到與出生率相等時， 種群的增長就會停止， 種群數(shù)量達到環(huán)境條件所允許的最大值( K值) ， 有時會在最大容納量上下保持相對穩(wěn)定。 2 “ J ” 型曲線和“ S ” 型曲線疑析 2 1、增長率與增長速率 =現(xiàn)有個體數(shù) 原有個體數(shù)。增長率是指單位時間種群增長數(shù)量， 增長率 = 出生率一死亡率 =( 出生數(shù)一死亡數(shù) )( 單位時間 x 單位數(shù)量) 。因此， 不能將入等同于增長率。增長速率則是指單位時間內(nèi)種群數(shù)量變化率。增長速率 =( 出生數(shù)一死亡數(shù)) 單位時間。種群增長速率就是曲線上通過每一點的切線斜率， 不論是“ J ” 型曲線還是“ S ”型曲線上的斜率總是變化著的。在“ J ” 型曲線增長的種群( 如圖3中的a 種群) 中，增長率等于(入一1 ) ，不變，增長率(入一1 ) 也就不變 ( 如圖4 ) 。再看增長速率， 由于一段時間內(nèi)種群內(nèi)個體基數(shù)不斷增大， 故這段時間內(nèi)凈增加的個體數(shù)不斷增多， 除以時間以后即為增長速率， 可以看出增長速率是不斷增大的( 如圖5 ) 。 在“ S ”型曲線增長的種群 ( 如圖 3中的 b種群 )中， 在環(huán)境阻力( 空間壓力、食物不足等) 的作用下，導(dǎo)致出生率下降、 死亡率上升，兩者之間的差值不斷減小,即增長率也是不斷減??；當(dāng)種群的出生率和死亡率相等時，增長率為零( 如圖 6 ) ，此時種群數(shù) 量到達K值。而增長速率會有先升后降的變化過程， 呈現(xiàn)鐘罩形變化曲線( 如圖7 )。在“ s ” 型曲線的前半部分， 由于增長率下降的幅度小于死亡率增加的幅度， 所 以種群的增長速率不斷增大； 在種群數(shù)量為 12 K，( 即圖 3中P點) 時， 增長率的下降幅度等于死亡率的增加幅度，增長速率達到最大值( 此時的種群大小能夠提供最大持續(xù)產(chǎn)量， 可用于指導(dǎo)生產(chǎn)實踐) ； 而到了后半部分， 增長率的下降幅度超過了死亡率的增加幅度， 所 以種群的增長速率下降； 至種群數(shù)量為 K時， 增長率等于死亡率， 增長速率和增長率均為零。 2 2 “ J ” 型 曲線和 “ S ”型 曲線 間 陰影 區(qū)域 的含 義 J 型曲線是在環(huán)境中空間、 食物等資源是無限的理想狀態(tài)下的種群增長曲線； 而“ S ” 型曲線是環(huán)境中空間、食物等資源是有限的狀態(tài)下的種群實際增長曲線。因此圖3陰影部分就表示了環(huán)境中影響種群增長的環(huán)境阻力,其數(shù)量表示通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù)。2 3 “ J ” 型曲線和“ S ” 型曲線數(shù)學(xué)模型與 自然種群數(shù)量變化的差異 “ J ” 型增長的數(shù)學(xué)模型建立在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害的理想狀態(tài)下 ，實際是環(huán)境條件對種群增長無阻滯作用 ，種群增長率不變。而“ S ”型增長的數(shù)學(xué)模型建立在有限條件下，假設(shè)有一個環(huán)境容納量 K值，假設(shè)環(huán)境條件對種群增長有阻滯作用 ，隨著種群密度的增加而按比例增加。種群中每增加一個個體，就對增長率降低產(chǎn)生 1K的作用?；蛘哒f ，每個個體利用了 1K的空間， 若種群中有N個個體 ，就利用 了 NK的空間，而可供種群繼續(xù)增長的空間就只有( 1一NK)，種群增長率從一開始就越來越小。所以，從數(shù)學(xué)模型建立的條件看 ，“ s ”型曲線的初始階段不能視為“ J ” 型增長。但 自然種群在數(shù)量變動中， 并不像數(shù)學(xué)模型所預(yù)測的那樣完全符合。當(dāng)一個 自然種群在環(huán)境條件較好的年份或到一個新的適宜環(huán)境中， 初期幾乎不存在環(huán)境限制作用 ， 表現(xiàn)為“ J ” 型增長， 后來 當(dāng)自然種群數(shù)量增加到一定程度， 環(huán)境限制作用才顯現(xiàn)出來 ， 表現(xiàn)為“ s ” 型增長， 此 自然種群的“ S ” 型曲線的初始階段可以視為“ J ” 型增長。 2 4 人類活動對 自然界 中種群數(shù)量變化的影響 影響種群數(shù)量變化的因素有： 種內(nèi)因素、 種間因素和其他非生物因素( 如氣候、 溫度、 p H等) 。在各種因素中， 人類對 自然界中種群數(shù)量變化的影響至關(guān)重要， 且越來越大。人類活動對 自然界 中種群數(shù)量變化的影響： 一 方面， 隨著種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展， 受人工控制的種群數(shù)量在不斷增加； 另一方面， 生物生存環(huán)境的破壞和污染等， 使許多野生動植物的種群數(shù)量急劇減少。這種現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢， 將會使人類社會的可持續(xù)發(fā)展面臨困境。對人類來講， 地球?qū)θ丝诘某休d能力是一定的，不會擴大； 如果環(huán)境破壞嚴重， 地球?qū)θ?口的承載能力甚至?xí)陆担?人類活動要以生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)為基礎(chǔ)， 否 則就會受到自然環(huán)境的報復(fù)。無論哪種因素， 它們都是通過影響種群出生率、 死亡率或遷移率而起著控制種群數(shù)量的作用的。 3 “ J ” 型曲線和“ S ” 型曲線題例 例 1 ： 圖8中曲線 表示的是牛被引入某孤島后的種群數(shù)量變化。如果當(dāng)初被引入的是羊， 則羊的種群數(shù)量變化曲線為( ) A I B C I V D V 解析 ： 從曲線圖 可看出牛被引入后， 初期種群數(shù)量增長較快， 后來減慢， 最后數(shù)量基本維持在環(huán)境容納量的水平， 說明該孤島所能容納的牛種群數(shù)量也是有限的。一頭牛的食量比一頭羊的大， 因此羊的容納量相應(yīng)要比牛多一些， 羊被引入后會出現(xiàn) I 曲線的變化。答案： A。 例 2 ： 圖9 ( A ) 表示某種鼠遷入新的環(huán)境后增長速率隨時間的變化曲線。圖 9 ( B) 中能反映鼠種群數(shù)量變化的曲線是( ) 解析： 從圖9( A) 可以看出： t ot 1時， 增長速率越 來越大； t l t 2時， 增長速率越來越小 ； t 2一t 3時， 保持不變。因為種群增長速率是曲線上通過每一點的切線斜率， 所以圖9 ( B ) 中的B圖符合題意。答案B 。 例 3： ( 多選題) 圖 1 0是反映人與環(huán)境關(guān)系的三種模式圖， 請分析下列對“ 環(huán)境容納量” 的理解錯誤的是( ) A 環(huán)境容納量是指生態(tài)系統(tǒng)對人口的承載能力 B 隨著生產(chǎn)的發(fā)展 ， 環(huán)境容納量在不斷加大 C 人類可以局部改造環(huán)境， 從而使人 口數(shù)量超越環(huán)境容納量 D 生物圈的穩(wěn)態(tài)是人類生存的前提和人類改造