第2節(jié)種群數(shù)量的變化一、建構(gòu)種群增長模型的方法

在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個(gè)細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論：①n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？②72小時(shí)后由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？問題探討Nn＝２n

n＝60minx72h／20min＝216Nn＝２n＝2216248163264128256512將數(shù)學(xué)公式（N=2n)變?yōu)榍€圖時(shí)間(min)20406080100120140160180細(xì)菌數(shù)量

曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？直觀，但不夠精確。細(xì)菌的數(shù)量／個(gè)你所得出的公式和增長曲線，只是理想條件下細(xì)菌數(shù)量增長的推測。在自然界中，種群的數(shù)量變化情況是怎樣的呢？20世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入到美國的一個(gè)島嶼，在1937～1942年期間，這個(gè)環(huán)頸雉種群的增長曲線大致呈“J”型。實(shí)例二

環(huán)頸雉自然界確有類似的細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，曲線大致呈“Ｊ”型。二、種群增長的“J”型曲線——理想狀態(tài)下1、產(chǎn)生條件：

理想狀態(tài)——食物充足，空間無限，氣候適宜，沒有敵害等。常發(fā)生在新物種遷入的開始階段、實(shí)驗(yàn)條件下。（N0為起始數(shù)量，t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。）

2、種群“J”型增長的數(shù)學(xué)模型公式：Nt=N0

λt

3、特點(diǎn)：種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)λ增長，增長率保持不變。存在環(huán)境阻力———

食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)斗爭不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高。當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí)，種群的增長就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平?！癑”型增長能一直持續(xù)下去嗎？有實(shí)例證明嗎？高斯（Gause，1934）把5個(gè)大草履蟲置于0.5mL的培養(yǎng)液中，每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次數(shù)量，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖：高斯對大草履蟲種群研究的實(shí)驗(yàn)

種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線。三、種群增長的“S”型曲線——現(xiàn)實(shí)狀態(tài)AK值：在環(huán)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(shù)量稱為環(huán)境容納量。三、種群增長的“S”型曲線——現(xiàn)實(shí)狀態(tài)2、產(chǎn)生原因：環(huán)境條件如空間、食物、天敵等制約。

3、在環(huán)境阻力的作用下，增長率遞減，在“K”值時(shí)，增長率降為0。4、N＝K/2，此時(shí)瞬時(shí)增長速率最大，種群有最大持續(xù)產(chǎn)量，種群增長量最大。

1、種群數(shù)量達(dá)到K值后，將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定。

比較：《導(dǎo)學(xué)P50表》為了保護(hù)魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在什么水平?為什么？從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量(k值)，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。同一種群的K值是固定不變的嗎？思考怎樣做才是最有效的滅鼠措施？思考怎樣做才是保護(hù)大熊貓的根本措施？思考怎樣做才是保護(hù)大熊貓的根本措施？建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。影響種群數(shù)量變化的因素：氣候、食物、天敵、傳染病、人類活動(dòng)等大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的，在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡。四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降基礎(chǔ)題P691.提示：在食物充足、空間廣闊、氣候適宜、沒有天敵等優(yōu)越條件下，種群可能會(huì)呈“J”型增長。在有限的環(huán)境中，如果種群的初始密度很低，種群數(shù)量可能會(huì)出現(xiàn)迅速增長。隨著種群密度的增加，種內(nèi)競爭就會(huì)加劇，因此，種群數(shù)量增加到一定程度就會(huì)停止增長，這就是“S”型增長。2.（2）食物充足，沒有天敵，氣候適宜等。（3）作為食物的植物被大量吃掉，導(dǎo)致食物匱乏；自然災(zāi)害等。

⑴如果種群處在一個(gè)理想的環(huán)境中，沒有自然和空間的限制，種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量的增長曲線是____,用達(dá)爾文的進(jìn)化理論解釋，這是由于生物具有__________特性。⑵如果將該種群置入有限制的自然環(huán)境中，種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量的增長曲線是_____，用達(dá)爾文進(jìn)化理論分析圖中的陰影部分表_____________________________。⑶影響種群密度的主要因素是種群的_______、_______、________和_______