种群数量的变化

(共30张PPT)
《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？
数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
大肠杆菌
一、建构种群增长模型
培养大肠杆菌的培养基
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
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
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
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？
二、种群增长的“J”型曲线
1859年，24只野兔 6亿只以上的野兔
近100年后
实例1：澳大利亚野兔
实例2：凤眼莲
绘出上述实例中相关生物的增长曲线示意图
讨论1：出现这种增长的原因有哪些？
“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，λ为年均增长率．）
2、种群 “J”型增长的数学模型公式：
Nt=N0 λt
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。
[例]生态学家高斯的实验：
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．
大草履虫种群的增长曲线
讨论2：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
讨论4：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
种群数量
种群增长的“J”型曲线
（在理想状态下的种群增长）
种群增长的“S”型曲线
（在有限环境下的种群增长）
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。
在Faroe Islands上，
捕鲸现场成了血的海洋
例：我国自1393－1990年以来人口统计数据如下：
绘出上述时间内我国人口数量变化的曲线示意图。
按照此曲线发展下去将会出现怎样的状况？ 鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？
年份 1393 1578 1764 1849 1928 1982 1990
亿 0.6 0.6 2.0 4.1 4.7 10.3 11.6
我国人口的调节：
总方针——控制人口的增长，提高人口的素质；
目标——2000前力争把中国平均人口自然增长率控制在12.5‰内，期望本世纪中叶稳定在15～16亿；
措施——坚持优生优育，计划生育；扫除青壮年文盲，实行九年制义务教育。
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
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？