第2节 种群数量变化
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(共25张PPT)
种群密度
种群特征与种群数量变化之间的关系
出生率和死亡率
迁入率和迁出率
直接决定
性别比例
间接
影响
预测
年龄组成
种群数量
直接反映
大肠杆菌
一、建构种群增长模型
思考：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
时间分钟 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量
(2)根据上表，写出n代细菌数量的
计算公式。
(1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量:
一、建构种群增长模型
（3）将数学公式（N=2n)变为曲线图
曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？
直观，
但不够精确。
一、建构种群增长模型
数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式． 建立数学模型一般包括以下步骤：
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
细菌每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
细菌的数量／个
理想条件下细菌数量增长的推测
二、种群增长的“J”型曲线
“J”型增长的数学模型
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．）
2、种群 “J”型增长的数学模型公式：
Nt=N0 λt
起始数量为No，每年的增长率都保持不变，第二年的种群数量是第一年的λ倍
例如，在20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿。在1937—1942年期间，这个环颈雉种群的增长大致符合“J”型曲线
自然界中有没有这种类型呢？
[例]生态学家高斯的实验：
．
在0．5mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验．得出了如图所示的结果。从图可以看出:
大草履虫在这个实验环境条件下的最大种群数量是375个，这就是该实验种群的K值。
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．
讨论：大草履虫的增长呈“S”型曲线的原因有哪些？
存在环境阻力———
自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死亡率增高。
当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。
三、种群增长的“S”型曲线
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。
K值：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
反馈调节机制
种群数量达到K值时，
种群—
增长停止
种群数量在 K/2值时，
种群—
增长最快
种群数量 小于K/2值时
种群—
增长逐渐加快
种群数量 大于K/2值时
种群—
增长逐渐减慢
K／2
讨论：从环境容纳量（K值）的角度思考：
（1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？
（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么
措施？
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。
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。
三、种群增长的“S”型曲线
种群的个体数量
种群的个体数量
时间
时间
时间
在理想的环境中生
活，即环境资源很充足
不受任何限制。
指数增长
逻
辑
斯
蒂
增
长
在自然的环境中环境资
源是有限的。种群不可
能无线增长。
种群的数量增长曲线
总结
K值是环境最大容纳量，环境阻力代表自然选择的作用。农、林、牧业生产就是在这个范围内谋求产量的提高,其潜力有一定限制。
大多数种群的数量总是在波动之中的，
四、种群数量的波动和下降
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
课后调查：长江流域，近百年有多少物种消失或濒临灭绝 同时探究在其背后的原因。
一些地方
捕鲸现场成了血的海洋
有利于野生生物资源的合理利用及保护。
通过研究种群数量变动规律，为害虫的预
测及防治提供科学依据。
为引进外来物种提供理性的思考。
……
研究种群数量变化有何意义？
苍鹭的保护
云豹的保护
野猪的保护
救护被困的鲸鱼
全力防蝗减灾
生态入侵的危害
对整个生态系统： 外来入侵物种会导致生物 多样性的丧失与破坏。
对入侵的物种本身：新环境条件适宜，斗争很少，一段时间内会成“J”型增长
浒苔入侵青岛
凤眼莲入侵我国南方
种群密度
种群特征与种群数量变化之间的关系
出生率和死亡率
迁入率和迁出率
直接决定
性别比例
间接
影响
预测
年龄组成
种群数量
直接反映
大肠杆菌
一、建构种群增长模型
思考：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
时间分钟 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量
(2)根据上表，写出n代细菌数量的
计算公式。
(1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量:
一、建构种群增长模型
（3）将数学公式（N=2n)变为曲线图
曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？
直观，
但不够精确。
一、建构种群增长模型
数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式． 建立数学模型一般包括以下步骤：
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
细菌每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
细菌的数量／个
理想条件下细菌数量增长的推测
二、种群增长的“J”型曲线
“J”型增长的数学模型
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．）
2、种群 “J”型增长的数学模型公式：
Nt=N0 λt
起始数量为No，每年的增长率都保持不变，第二年的种群数量是第一年的λ倍
例如，在20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿。在1937—1942年期间，这个环颈雉种群的增长大致符合“J”型曲线
自然界中有没有这种类型呢？
[例]生态学家高斯的实验：
．
在0．5mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验．得出了如图所示的结果。从图可以看出:
大草履虫在这个实验环境条件下的最大种群数量是375个，这就是该实验种群的K值。
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．
讨论：大草履虫的增长呈“S”型曲线的原因有哪些？
存在环境阻力———
自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死亡率增高。
当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。
三、种群增长的“S”型曲线
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。
K值：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
反馈调节机制
种群数量达到K值时，
种群—
增长停止
种群数量在 K/2值时，
种群—
增长最快
种群数量 小于K/2值时
种群—
增长逐渐加快
种群数量 大于K/2值时
种群—
增长逐渐减慢
K／2
讨论：从环境容纳量（K值）的角度思考：
（1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？
（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么
措施？
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。
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。
三、种群增长的“S”型曲线
种群的个体数量
种群的个体数量
时间
时间
时间
在理想的环境中生
活，即环境资源很充足
不受任何限制。
指数增长
逻
辑
斯
蒂
增
长
在自然的环境中环境资
源是有限的。种群不可
能无线增长。
种群的数量增长曲线
总结
K值是环境最大容纳量，环境阻力代表自然选择的作用。农、林、牧业生产就是在这个范围内谋求产量的提高,其潜力有一定限制。
大多数种群的数量总是在波动之中的，
四、种群数量的波动和下降
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
课后调查：长江流域，近百年有多少物种消失或濒临灭绝 同时探究在其背后的原因。
一些地方
捕鲸现场成了血的海洋
有利于野生生物资源的合理利用及保护。
通过研究种群数量变动规律，为害虫的预
测及防治提供科学依据。
为引进外来物种提供理性的思考。
……
研究种群数量变化有何意义？
苍鹭的保护
云豹的保护
野猪的保护
救护被困的鲸鱼
全力防蝗减灾
生态入侵的危害
对整个生态系统： 外来入侵物种会导致生物 多样性的丧失与破坏。
对入侵的物种本身：新环境条件适宜，斗争很少，一段时间内会成“J”型增长
浒苔入侵青岛
凤眼莲入侵我国南方