种群的数量变化课件.ppt

1、 种群数量的变化种群数量的变化彭岚彭岚种群密度种群密度种群数量种群数量出生率和死亡率出生率和死亡率性别比例性别比例年龄组成年龄组成表现表现种群数量特征的关系种群数量特征的关系迁入率和迁出率迁入率和迁出率决定种群的大决定种群的大小和密度小和密度预测变预测变化趋势化趋势影响数影响数量变动量变动营养和空间无限多，营养和空间无限多，种群研究的核心问题种群研究的核心问题-每代细菌的数量每代细菌的数量细菌培养细菌培养细菌每细菌每20min20min分裂繁殖一代分裂繁殖一代时间（时间（min）细胞数细胞数020406080100202122232425分裂分裂细菌繁殖产生的后代数量细菌繁殖产生的后代数量种群

2、数量的变化种群数量的变化n代细菌数量的计算公式？代细菌数量的计算公式？72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？量是多少？解：解：n 60min*72h20min216Nnn 2216学习方法学习方法 描述描述,解释和预测种群数量的变化解释和预测种群数量的变化,常常需要建立常常需要建立数学模型数学模型生物学中的孟德尔遗传定律生物学中的孟德尔遗传定律,脱水缩合及脱水缩合及碱基互补配对的计算公式等等碱基互补配对的计算公式等等,都是经典都是经典的应用的应用数学模型数学模型的光辉范例的光辉范例,物理和化学物理和化学也有很多经典例子也有很多经典例子.数学模型数学模

3、型可以对生命现象进行量化可以对生命现象进行量化,再运再运用逻辑推理用逻辑推理,求解和运算等达到研究目的求解和运算等达到研究目的.将数学公式（将数学公式（Nn2n）变为曲线图）变为曲线图时间时间分钟分钟20 40 60 80 100 120 140 160 180细菌细菌数量数量 曲线图与数学方程曲线图与数学方程式比较，式比较，优缺点？优缺点？直观，直观，但不够精确。但不够精确。2 4 8 16 32 64 128 256 512观察研究对象，观察研究对象，提出提出问题问题提出合理的提出合理的假设假设通过进一步的实验通过进一步的实验或观察等，对模型或观察等，对模型进行进行检验或修正检验或修正根据

4、实验数据，用适根据实验数据，用适当的当的数学模型数学模型对事物对事物的性质进行表达的性质进行表达细胞每细胞每20min20min分裂一次分裂一次资源空间无限多，细菌资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密种群的增长不受种群密度增加的影响度增加的影响N N代表细菌数代表细菌数量，量，n n表示第几代表示第几代观察、统计细菌数量，观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进对自己所建立的模型进行检验或修正行检验或修正细菌的数量个 理想条件下细菌数理想条件下细菌数量增长的推测：自然量增长的推测：自然界中有此类型吗？界中有此类型吗？二、种群增长的二、种群增长的“J J”型曲线型曲线1859年，年，24只只

5、野兔野兔 6亿只以上亿只以上的野兔的野兔近近100100年后年后实例实例1 1：澳大利亚野兔澳大利亚野兔实例实例2 2：凤眼莲凤眼莲讨论讨论：出现这种增长的原因有哪些？出现这种增长的原因有哪些？理想状态理想状态食物充足，空间不限，气候食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；适宜，没有敌害等；加拿大一支加拿大一支黄花黄花红花酢浆草穿心莲子草穿心莲子草天牛虫天牛虫讨论：假设每年的种群数量是上一年的讨论：假设每年的种群数量是上一年的倍倍 ，预测外来生物种群的生长曲线形状？预测外来生物种群的生长曲线形状？外外来来生生物物入入侵侵实实例例假设种群的起始数量为假设种群的起始数量为N0,v那么，第一年的种

6、群数量应为：那么，第一年的种群数量应为：N1=N0 v二年后，二年后，N2=N1=N0 2vt年后年后，N t=N0 t 种群的数量每年以一定的倍数增长，第二种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的年是第一年的倍倍。理想状态理想状态食物充足，空间不限，气候食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；适宜，没有敌害等；种群种群 “J J”型增长的数学模型型增长的数学模型在大自然中在大自然中食物有限食物有限空间有限空间有限种内斗争种内斗争种间竞争种间竞争天敌捕食天敌捕食环境阻力环境阻力出生率和死亡率出生率和死亡率不断变化。不断变化。当出生率与死当出生率与死亡率相等时，种群亡率相等时，种群的增

7、长就会停止，的增长就会停止，有时会稳定在一定有时会稳定在一定的水平的水平 例例 生态学家高斯的实验生态学家高斯的实验种群经过一定时间种群经过一定时间的增长后，的增长后，曲线，称曲线，称为为“S”型曲线型曲线大草履虫种群的增长曲线生态学家高斯曾经做过这生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在样一个实验：在0.5mL0.5mL培培养液中放入养液中放入5 5个大草履虫个大草履虫，然后每隔，然后每隔24h24h统计一次统计一次大草履虫的数量，第五天大草履虫的数量，第五天后大草履虫种群数量维持后大草履虫种群数量维持稳定，稳定，K K值是值是375375个个 K/2K K值：值：环境容纳量环境容纳量三、种群增

8、长的三、种群增长的“S”型曲线型曲线K值：值：在环在环境条件不受境条件不受破坏的情况破坏的情况下，一定空下，一定空间中所能维间中所能维持的持的种群最种群最大数量大数量称为称为环境容纳量。环境容纳量。环境阻力环境阻力K K值的大小与环境条件密切相关，一定条件下，值的大小与环境条件密切相关，一定条件下，资源空间越富足，环境阻力越小，资源空间越富足，环境阻力越小，K K值越大值越大K K值：值：环境容纳量环境容纳量的研究的研究12 环境容纳量（环境容纳量（K K值）的研究给我们带来的：值）的研究给我们带来的：（2 2）对家鼠等有害动物的控制，应）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？当采取什么措

9、施？P67P67思考与讨论思考与讨论建立自然保护区，改善大熊猫的建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，减少环境阻力栖息环境，减少环境阻力,提高提高环境容纳量。环境容纳量。可以采取措施可以采取措施降低降低有害动物种群的环境容纳有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。（1 1）对濒危动物如大熊猫应采取）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？什么保护措施？K/2增长

10、速率：增长速率：指单位时间种群增长数量。指单位时间种群增长数量。某种群现有数量为某种群现有数量为a a，一年后，该种群数为一年后，该种群数为b b，其种群增长速率为，其种群增长速率为（b-ab-a）/1/1年年。与曲线斜率保持一致。与曲线斜率保持一致。K/2K/2的研究的研究K/2K/2的意义：的意义：K/2K/2左右，种群单位时间的左右，种群单位时间的增长速率最大。增长速率最大。渔业渔业林业林业剩余剩余K/2K/2可再生资源可再生资源的最佳收获策略的最佳收获策略畜牧业畜牧业草业草业想一想：当池鱼满塘，密林成材，想一想：当池鱼满塘，密林成材，牧草丰肥，牛羊满圈的时候牧草丰肥，牛羊满圈的时候你将

11、怎样收获，才能维持种群的你将怎样收获，才能维持种群的持续最大收益持续最大收益呢？呢？K/2K/2K/2的研究的研究思考思考:有害动物的防治有害动物的防治蝗虫的防治蝗虫的防治?种群增长率与种群增长速率种群增长率与种群增长速率增长率增长率：即即增长率增长率=出生率出生率 死亡率。死亡率。增长速率：增长速率：指单位时间种群增长数量。指单位时间种群增长数量。某种群现有数量为某种群现有数量为a a，一年后，该种群数为一年后，该种群数为b b，其种群增长速率为，其种群增长速率为（b-ab-a）/1/1年年。故故增长率增长率不能等同于不能等同于增长速率增长速率。种群种群增长速率增长速率就是曲线上通过每一点的

12、就是曲线上通过每一点的切线切线 斜率斜率。K/2 t0 t1 t2 时间时间种群数量种群数量K t0 t1 t2 时间时间 0 K/2 K 数量数量增增长长速速率率“S”型曲线型曲线 大多数种群的数量总是在波动之中的，在大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动影响种群数量变化的因素：影响种群数量变化的因素：1 1、野生生物资源合理利用和保护（如鱼类的捕、野生生物资源合理利用和保护（如鱼类的捕捞），以及濒危动物种群的拯救和恢复。捞），

13、以及濒危动物种群的拯救和恢复。2 2、有害动物的防治、有害动物的防治蝗虫的防治蝗虫的防治研究种群数量变化有何意义？研究种群数量变化有何意义？直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出间接因素：食物、气候、传染病、天敌间接因素：食物、气候、传染病、天敌重要因素：人类的活动重要因素：人类的活动小结：一一.建构种群增长模型的方法建构种群增长模型的方法种群的个体数量种群的个体数量种群的个体数量种群的个体数量时间时间假若在理想的环境中生假若在理想的环境中生活，即环境资源很充足活，即环境资源很充足不受任何限制。不受任何限制。在自然的环境中环境资在自然的环境中环境资源是有限的。种群不可源是有限的。种群不可能无限增长。能无限增长。.研究种群数量变化的意义研究种群数量变化的意义二二.种群增长曲线：种群增长曲线：