第4章第2節(jié)種群數(shù)量變化

第4章第2節(jié)種群數(shù)量變化第一頁，共76頁。教材P65問題探討第二頁，共76頁。教材P65問題探討建構種群增長的數(shù)學模型第三頁，共76頁。教材P65問題探討建構種群增長的數(shù)學模型時間/min20406080100120140160180細菌數(shù)量/個增長速度v個/20min2481632641282565124－2=24816326412825660050040030020010020406080100180時間第四頁，共76頁。教材P65問題探討建構種群增長的數(shù)學模型時間/min20406080100120140160180細菌數(shù)量/個增長速度v個/20min2481632641282565124－2=24816326412825660050040030020010020406080100180時間增長速度越來越快第五頁，共76頁。教材P65問題探討建構種群增長的數(shù)學模型時間/min20406080100120140160180細菌數(shù)量/個增長速度v個/20min2481632641282565124－2=24816326412825660050040030020010020406080100180時間增長速度越來越快Nt=N0×λt第六頁，共76頁。教材P65問題探討建構種群增長的數(shù)學模型60050040030020010020406080100180時間增長速度越來越快Nt=N0×λt第七頁，共76頁。教材P65問題探討建構種群增長的數(shù)學模型60050040030020010020406080100180時間增長速度越來越快Nt=N0×λt曲線圖較數(shù)學方程式直觀，但不夠精確。橫坐標是自變量，縱坐標是因變量，注意標明單位。第八頁，共76頁。一建構種群增長模型的方法第九頁，共76頁。一建構種群增長模型的方法1.數(shù)學模型：第十頁，共76頁。一建構種群增長模型的方法1.數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學形式第十一頁，共76頁。一建構種群增長模型的方法1.數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學形式2.數(shù)學模型的表現(xiàn)形式：第十二頁，共76頁。一建構種群增長模型的方法1.數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學形式2.數(shù)學模型的表現(xiàn)形式：數(shù)學方程式和曲線圖第十三頁，共76頁。一建構種群增長模型的方法1.數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學形式2.數(shù)學模型的表現(xiàn)形式：數(shù)學方程式和曲線圖3.建構數(shù)學模型的意義：第十四頁，共76頁。一建構種群增長模型的方法1.數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學形式2.數(shù)學模型的表現(xiàn)形式：數(shù)學方程式和曲線圖3.建構數(shù)學模型的意義：描述、解釋和預測種群數(shù)量的變化第十五頁，共76頁。一建構種群增長模型的方法1.數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學形式2.數(shù)學模型的表現(xiàn)形式：數(shù)學方程式和曲線圖3.建構數(shù)學模型的意義：描述、解釋和預測種群數(shù)量的變化4.數(shù)學模型建構的步驟第十六頁，共76頁。一建構種群增長模型的方法4.數(shù)學模型建構的步驟細菌每20min分裂一次在資源和空間無限多的環(huán)境中，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響Nn=2n

N代表細菌數(shù)量n表示第幾代觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對所建立的模型進行檢驗或修正觀察研究對象，提出問題提出合理的假設根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物性質進行表達通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正第十七頁，共76頁。一建構種群增長模型的方法二種群增長的“J”型曲線實例1澳大利亞本來并沒有兔子。1859年，24只歐洲野兔從英國被帶到了澳大利亞。這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來到了天堂。因為這里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵。這里的土壤疏松，打洞做窩非常方便。于是，兔子開始了幾乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的數(shù)量達到6億只以上，遍布整個大陸。第十八頁，共76頁。一建構種群增長模型的方法二種群增長的“J”型曲線實例1思考：澳大利亞野兔能指數(shù)增長的特殊原因是什么呢？第十九頁，共76頁。一建構種群增長模型的方法二種群增長的“J”型曲線實例1思考：澳大利亞野兔能指數(shù)增長的特殊原因是什么呢？①沒有天敵②充足的食物③廣闊的生活空間第二十頁，共76頁。二種群增長的“J”型曲線實例220世紀30年代，人們將環(huán)頸雉引入美國華盛頓州的一個海島。1937—1942年間數(shù)量增長：第二十一頁，共76頁。二種群增長的“J”型曲線實例3第二十二頁，共76頁。二種群增長的“J”型曲線“J”型增長的數(shù)學模型：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下，種群的數(shù)量以一定的倍數(shù)增長，如果第一年數(shù)量為N0,第二年的數(shù)量是第一年的λ倍，則t年以后的種群數(shù)量公式為：Nt=N0×λt第二十三頁，共76頁。二種群增長的“J”型曲線①產生條件：第二十四頁，共76頁。二種群增長的“J”型曲線①產生條件：理想狀態(tài)：食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；第二十五頁，共76頁。二種群增長的“J”型曲線①產生條件：理想狀態(tài)：食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；②增長特點：第二十六頁，共76頁。二種群增長的“J”型曲線①產生條件：理想狀態(tài)：食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；②增長特點：種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍．第二十七頁，共76頁。二種群增長的“J”型曲線①產生條件：②增長特點：種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍．③量的計算：第二十八頁，共76頁。二種群增長的“J”型曲線①產生條件：②增長特點：種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍．③量的計算：t年后種群的數(shù)量為：第二十九頁，共76頁。二種群增長的“J”型曲線①產生條件：②增長特點：種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍．③量的計算：t年后種群的數(shù)量為：Nt=N0λt

第三十頁，共76頁。二種群增長的“J”型曲線①產生條件：②增長特點：種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍．③量的計算：t年后種群的數(shù)量為：Nt=N0λt

N0為起始數(shù)量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為年均增長率。第三十一頁，共76頁。第三十二頁，共76頁。二種群增長的“J”型曲線三種群增長的“S”型曲線高斯實驗：生態(tài)學家曾經(jīng)做過這樣的實驗：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲數(shù)量。經(jīng)過反復實驗，得出了如上圖所示結果。從上圖可以看出，大草履蟲在這個實驗環(huán)境條件下的最大種群數(shù)量是375個，這就是該實驗種群的K值。第三十三頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線⑴問題探討：①S型曲線：種群經(jīng)過一定時間增長后，數(shù)量________曲線。②該實驗中在第______天時增長率最快。③環(huán)境容納量（又稱____）：在環(huán)境條件_________的情況下，一定空間中所能維持的種群的最大的數(shù)量稱為環(huán)境容納量第三十四頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線⑴問題探討：①S型曲線：種群經(jīng)過一定時間增長后，數(shù)量________曲線。趨于穩(wěn)定②該實驗中在第______天時增長率最快。③環(huán)境容納量（又稱____）：在環(huán)境條件_________的情況下，一定空間中所能維持的種群的最大的數(shù)量稱為環(huán)境容納量第三十五頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線⑴問題探討：①S型曲線：種群經(jīng)過一定時間增長后，數(shù)量________曲線。趨于穩(wěn)定②該實驗中在第______天時增長率最快。2、3③環(huán)境容納量（又稱____）：在環(huán)境條件_________的情況下，一定空間中所能維持的種群的最大的數(shù)量稱為環(huán)境容納量第三十六頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線⑴問題探討：①S型曲線：種群經(jīng)過一定時間增長后，數(shù)量________曲線。趨于穩(wěn)定②該實驗中在第______天時增長率最快。2、3③環(huán)境容納量（又稱____）：在環(huán)境條件_________的情況下，一定空間中所能維持的種群的最大的數(shù)量稱為環(huán)境容納量K/2第三十七頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線⑴問題探討：①S型曲線：種群經(jīng)過一定時間增長后，數(shù)量________曲線。趨于穩(wěn)定②該實驗中在第______天時增長率最快。2、3③環(huán)境容納量（又稱____）：在環(huán)境條件_________的情況下，一定空間中所能維持的種群的最大的數(shù)量稱為環(huán)境容納量K值第三十八頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線⑴問題探討：①S型曲線：種群經(jīng)過一定時間增長后，數(shù)量________曲線。趨于穩(wěn)定②該實驗中在第______天時增長率最快。2、3③環(huán)境容納量（又稱____）：在環(huán)境條件_________的情況下，一定空間中所能維持的種群的最大的數(shù)量稱為環(huán)境容納量K值不受到破壞第三十九頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線12345670100200300400K值：環(huán)境容納量時間/天酵母數(shù)第四十頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線12345670100200300400K值：環(huán)境容納量時間/天酵母數(shù)第四十一頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線12345670100200300400K值：環(huán)境容納量時間/天酵母數(shù)第四十二頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線12345670100200300400K值：環(huán)境容納量環(huán)境阻力時間/天酵母數(shù)第四十三頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線12345670100200300400K值：環(huán)境容納量環(huán)境阻力時間/天酵母數(shù)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四十四頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線⑵種群S型增長到K值后不再繼續(xù)增加的原因：內因是：外因是：第四十五頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線⑵種群S型增長到K值后不再繼續(xù)增加的原因：內因是：種群出生率和死亡率、遷入和遷出率相等外因是：第四十六頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線⑵種群S型增長到K值后不再繼續(xù)增加的原因：內因是：種群出生率和死亡率、遷入和遷出率相等外因是：自然界的資源和空間是有限的第四十七頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線①產生條件：存在環(huán)境阻力：第四十八頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線①產生條件：存在環(huán)境阻力：自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）：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(shù)量不斷增加。導致該種群出生率降低，死亡率增高。第四十九頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線①產生條件：存在環(huán)境阻力：自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）：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(shù)量不斷增加。導致該種群出生率降低，死亡率增高。②增長特點：第五十頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線①產生條件：存在環(huán)境阻力：自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）：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(shù)量不斷增加。導致該種群出生率降低，死亡率增高。②增長特點：種群數(shù)量達到環(huán)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(wěn)定。第五十一頁，共76頁。三種群增長的“S”型曲線①產生條件：存在環(huán)境阻力：自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）：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(shù)量不斷增加。導致該種群出生率降低，死亡率增高。②增長特點：種群數(shù)量達到環(huán)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(wěn)定。當出生率與死亡率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平．第五十二頁，共76頁。種群增長的“J”型曲線種群增長的“S”型曲線在食物（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)量往往會連續(xù)快速增長.在食物（養(yǎng)料）和空間等有限的條件下，種群數(shù)量呈現(xiàn)S型增長趨勢.第五十三頁，共76頁。種群增長的“J”型曲線種群增長的“S”型曲線K/2第五十四頁，共76頁。種群增長的“J”型曲線種群增長的“S”型曲線Nt=N0×λtN0該種群的起始數(shù)量λ種群數(shù)量是一年前的倍數(shù)K值環(huán)境容納量k/2處種群增長速度最快第五十五頁，共76頁。在現(xiàn)實的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除增長外，還有沒有其他變化？時間總數(shù)量種群數(shù)量在時間過程中的動態(tài)（仿Clarke，1954）第五十六頁，共76頁。在現(xiàn)實的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除增長外，還有沒有其他變化？時間總數(shù)量增長種群數(shù)量在時間過程中的動態(tài)（仿Clarke，1954）第五十七頁，共76頁。在現(xiàn)實的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除增長外，還有沒有其他變化？時間總數(shù)量增長周期性波動不規(guī)則波動平衡水平衰落滅亡種群數(shù)量在時間過程中的動態(tài)（仿Clarke，1954）第五十八頁，共76頁。有害生物的控制家鼠繁殖力極強，善于打洞，偷吃糧食，傳播疾病危害極大，應采取哪些措施控制家鼠數(shù)量？第五十九頁，共76頁。有害生物的控制機械捕殺藥物捕殺施用避孕藥施用激素打掃衛(wèi)生硬化地面養(yǎng)殖或釋放天敵將食物儲存在安全處第六十頁，共76頁。有害生物的控制機械捕殺藥物捕殺施用避孕藥施用激素打掃衛(wèi)生硬化地面養(yǎng)殖或釋放天敵將食物儲存在安全處第六十一頁，共76頁。有害生物的控制哪種措施較能從實質上解決問題?1.減少數(shù)量：機械捕殺、藥物捕殺2.增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量：養(yǎng)殖或釋放天敵、打掃衛(wèi)生、硬化地面、將食物儲存在安全處3.降低繁殖率等第六十二頁，共76頁。有害生物的控制哪種措施較能從實質上解決問題?1.減少數(shù)量：機械捕殺、藥物捕殺2.增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量：養(yǎng)殖或釋放天敵、打掃衛(wèi)生、硬化地面、將食物儲存在安全處3.降低繁殖率等第六十三頁，共76頁。有害生物的控制2.增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量時間種群數(shù)量J型K值環(huán)境阻力第六十四頁，共76頁。課堂討論A.大熊貓食性單一、繁殖率低、生活在海拔較高的山嶺里，活動范圍需求廣。試分析大熊貓數(shù)量日益減少的原因?你能提出保護大熊貓措施嗎？第六十五頁，共76頁。課堂討論試分析大熊貓數(shù)量日益減少的原因?第六十六頁，共76頁。課堂討論保