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种群数量的变化1.种群的数量特征及其之间的关系迁出率迁入率出生率年龄组成基本特征死亡率?种群密度性别比例种群的数量特征取决于2.调查种群密度的方法：问题回顾样方法和标志重捕法《中国水利网》宁波、昆明、武汉等地，人躺在铺满水葫芦的湖面上，可以不沉；上海去年3万吨的水葫芦打捞量，今年已翻了3倍有余，上升至10万吨；水葫芦所带来的水体富营养化，让越来越多的水中生物痛失“家园”。《国家地理》在几百年前，金丝猴在许多地区广泛分布，人口的增加和山林的破坏使金丝猴的分布区越来越小。现在，黔金丝猴的数量只有500～600只，处于濒危状态，只在贵州省的梵净山区生存。滇金丝猴生活在云南西北部、西藏东南端及四川西部长江上端金沙江上游的高山中，数量不到2000只，也处境濒危。•怎样建构种群数量增长的模型？•种群的数量是怎样变化的？•哪些因素会影响种群数量的变化？•如何利用种群数量的变化规律为生产实际所用？1、数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。（一）、建构种群增长模型的方法一、种群数量的增长大肠杆菌（一）、建构种群增长模型的方法时间（min）细胞数020406080100202122232425分裂细菌繁殖产生的后代数量（一）、建构种群增长模型的方法在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论：①n代细菌数量的计算公式？②72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？③在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？Nn＝２n解：n＝60minx72h／20min＝216Nn＝２n＝2216③细菌数量不会永远按这个公式增长。可以用实验计数法来验证。将数学公式（Nn＝2n）变为曲线图时间分钟20406080100120140160180细菌数量曲线图与数学方程式比较，优缺点？直观，但不够精确。24816326412825651210020030040050060020406080100180时间/分钟120140160细菌数量/个观察研究对象，提出问题提出合理的假设通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达细胞每20min分裂一次资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响Nn＝２n观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正数学模型2、步骤：细菌的数量／个理想条件下细菌数量增长的推测，自然界中有此类型吗？1859年，24只野兔6亿只以上的野兔近100年后实例一：澳大利亚野兔实例1：澳大利亚本来并没有兔子。1859年，24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到6亿只以上，遍布整个大陆。某海岛上环颈雉种群数量的变化实例二：环颈雉实例三：凤眼莲•又称水葫芦。是目前世界上危害最严重的多年生恶性水生杂草之一。•原产南美，1901年作为一种花卉引入我国，50～60年代作为猪饲料推广种植，并发展为水质净化种类，后逸为野生。•现广泛分布于华南、华中、华北和东北地区。90年代中期，在我国南方的一些河道和湖泊，凤眼莲覆盖面积达100%。在云南省昆明市滇池内，1994年凤眼莲的覆盖面积约达10km2。实例三：凤眼莲美化世界的淡紫色花冠来自《生物》（必修本）第二册2000年世界人口增长曲线我国1000~1990年人口数量变化1、概念：在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“Ｊ”型．（二）、种群增长的“J”型曲线讨论：出现这种增长的原因有哪些？理想状态——食物充足和空间条件充裕，气候适宜，没有敌害2、“J”型曲线形成的原因3、呈“J”型曲线增长的两种情况(1)实验室条件（理想条件）(2)当一个种群刚迁入一个新的适宜环境中的最初一段时间4.“J”型增长的数学模型的建构（1）、模型假设：理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为年均增长率．）（2）、种群“J”型增长的数学模型公式：Nt=N0λt种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。经调查,第一年某种昆虫种群数量为N0,如果在理想的条件下,每年的增长率0.2保持不变,则第三年该种群数量为()A.1.2N0B.1.44N0C.2.2N0D.3.6N0【解析】选B。由于是在理想条件下,种群数量的增长模型为Nt=N0λt,由于λ=1+0.2=1.2,t=2,所以第三年的种群数量为1.44N0。【方法规律】(1)增长率与增长倍数不同,增长率的公式为(N2-N1)/N1,而增长倍数的公式为N2/N1,则增长倍数(λ)-1=增长率。(2)λ1时,增长率0,种群数量增加;λ1时,增长率0,种群数量减少;λ=1时,增长率=0,则种群数量不变。5.种群增长率和种群增长速率:(1)基本概念及计算公式。①种群增长率:指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数,计算公式:种群增长率=(本次总数-上次总数)/上次总数×100%。②种群增长速率:指单位时间内种群增长的数量,计算公式:种群增长速率=(本次总数-上次总数)/时间。增长速度越来越快时间（min)20406080100120140160180细菌数量（个）增长速度v(个/20min)2481632641282565120.20.40.81.63.26.412.8增长率r(个/20min个)增长率稳定(4-2)/2=111111110(4-2)/20=0.1（一）、建构种群增长模型的方法在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论：①n代细菌数量的计算公式？②72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？③在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？Nn＝２n解：n＝60minx72h／20min＝216Nn＝２n＝2216③细菌数量不会永远按这个公式增长。可以用实验计数法来验证。[例]生态学家高斯的实验：1、含义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线．“J”型增长能一直持续下去吗？大草履虫种群的增长曲线讨论：大草履虫的增长呈“S”型曲线的原因有哪些？（三）、种群增长的“S”型曲线2、形成原因（三）、种群增长的“S”型曲线食物等资源空间有限种内斗争加剧捕食者数量增加出生率下降出生率≈死亡率，种群数量达到K值死亡率上升种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。3、K值：（1）概念：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。（三）、种群增长的“S”型曲线1、同一种群的K值是固定不变的吗？2、对大熊猫应采取什么保护措施？3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？从环境容纳量的角度看，能得到什么启发？对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低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。3、K值：（2）特点：环境改变后，K值就发生改变大熊猫数量日益减少的原因？自身繁殖率低食性单一气候变迁栖息地的丧失等保护大熊猫的措施？提高繁殖率,建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生活空间，保护环境，改善她们的栖息环境，帮助减少其环境阻力从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。4、“S”型曲线的特点ＡＢＣＤOA：潜伏期（对环境的适应期）:个体数量少，增长速率很小AB：快速增长期:个体数量快速增长，增长速率加快B：转折期:增长速率最大，种群数量为k/2BC：减速期:增长变慢，种群数量仍然增加CD：饱和期:增长速率为0，种群数量为K，出生率≈死亡率ＡＢＣＡＢＤＣＡＢ（种群数量）D:出生率＝死亡率，即种群数量处于K值。B:出生率与死亡率之差最大，即种群数量处于K/2值。5、“S”型曲线的应用应用措施目的野生资源保护保护野生生物的生存环境,减小环境阻力增大K值有害生物防治增大环境阻力降低K值在种群数量达到K/2以前采取相应措施防止害虫数量快速增长资源开发与利用捕捞或收获后的种群数量应维持在K/2保证持续获取高产量时间种群数量ＤＣＡＢ1、对于老鼠等有害动物的防治，可以增大环境阻力，降低环境容纳量。可在A点之前采取相应措施。2、为保证持续获取高产量，捕捞或在收获后的种群数量应维持在B点。时间种群数量J型曲线S型曲线K值用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线1、“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有过度繁殖的特性。2、图中阴影部分表示：环境阻力；用达尔文的观点分析指：通过生存斗争被淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。“J”型曲线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？时间(天)12345草履虫数量(个)20137319369375增长率增长速率(个/天)6、“S”型曲线的种群增长率和增长速率增长率减小增长速率先增大后减小117182506133%585%15.7%1.6%种群数量为k/2种群增长速率最大种群数量为k，种群增长速率为0在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？大多数种群的数量总是在波动之中的，东亚飞蝗种群数量的波动在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡二、种群数量的波动和下降1、数量变化2、影响种群数量变化的因素种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。自然因素内因：出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄组成、性别比例外因：气候、食物、天敌、传染病人为因素：如人工控制的种群、人为因素导致野生资源的破坏实例：捕鲸现场成了血的海洋苍鹭的保护云豹的保护老鼠的防治救护被困的鲸鱼全力防蝗减灾3、研究意义