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第1章 种群及其动态
第二节 种群数量的变化（第二课时）
学习目标：
1. 运用种群的“J”形和“S”形增长的数学模型表征种群数量变化的规律。
2. 分析和解释影响不同变化规律的因素，并应用于相关实践活动中。
中国人口数据增长曲线
世界人口数据增长曲线
人口在20世纪大部分时期呈现出“J”形增长
思考：如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗？
【实例】生态学家高斯的实验：
在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履虫的数量。经反复实验，结果如下图所示。　
1. 为什么大草履虫种群没有出现“J”形增长？
由于随着大草履虫数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率下降，死亡率升高。
2. 这种类型的种群增长称为什么？
种群的“S”形增长
种群的“S”形增长
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。
资源和空间有限
种群密度增大时，种内竞争加剧
出生率降低
死亡率升高
1. 含义：
2. 形成原因(模型建设)
出生率＝死亡率时，
种群稳定在一定的水平
3. 适用对象：
一般自然种群的增长
4. 环境容纳量：
一定的环境条件所能维持的种群最大数量，又称K 值。
种群的“S”形增长
建立模型：
【对K值的理解】
1. K 值是不是种群数量的最大值？
2. 请据图分析：该种群的K值为 。
K2
4. 同一种群的K值是固定不变的吗？
K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭受破坏时，K值会_____；
当环境条件改善时, K值会_____。
下降
上升
3. 当种群数量偏离K值的时候，会通
过 调节使种群数量回到K 值。
负反馈
不是，种群数量在K值上下波动，动态平衡。
种群数量
时间
0
K/2
K
5.“S”形曲线的分析：
B
C
D
E
A
种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢。
(1)AB段：
(2)BC段：
(3)C点：
(4)CD段：
资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速。
种群数量为K/2，增长速率达到最大
资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓；
调整期
加速期
转折期
减速期
(5)DE段：
出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到K值，且维持相对稳定。
饱和期
出生率＞死亡率
出生率≈死亡率
时间（D） 种群大小
1 20.4
2 137.2
3 319.0
4 369.0
5 375.3
6 375.4
增长率
=
种群净增加数
原种群数量
X 100%
增长率受种群密度制约，种群增长率 。
逐渐减小
K/2
t0 t1 t2 时间
种群数量
K
a
b
c
d
e
6.“S”形曲线增长率的变化：
K/2
t0 t1 t2 时间
种群数量
K
a
b
c
d
e
⑴图乙的fg段相当于图甲的 段
⑵图乙的g点相当于图甲的 点
⑶图乙的gh段相当于图甲的 段
⑷图乙的h点相当于图甲的 段
甲
乙
ac
c
cd
de
t0 t1 t2 时间
0 K/2 K 数量
增长速率
f
g
h
7. “S”形曲线增长速率的变化—— 斜率
增长速率变化：
增长速率
=
种群净增加数
时间
① 增长速率先增大后减少，最后为0(K值时)。
② 当种群数量为K/2时，增长速率达到最大。
K值
K/2值
补充：K值、K/2的四种不同表示方法：
K值
K值
K/2值
K值
（差值最大处）
建立 ，增大 。
①濒危动物和野生资源的保护：
如：草原最大载畜量不能超过 ，开发后种群数量维持在
，保证较大的增长速率，以便恢复。
自然保护区
K值
K/2后
K/2
8. K值和K/2值在农业生产中的应用
②渔业或林业资源开发：
K值
【易错易混】
最大捕捞量≠最大日捕获量
①要持续获得最大捕捞量：
K/2之后捕捞
②要获得最大日捕获量：
应在种群密度最大时捕捞(即K值时)
开发应在 ，越接近K越好。
渔业捕捞应在 ；捕捞后鱼的种群数量维持在 。
K/2以后
K/2
K/2
t0 t1 t2 时间
种群数量
K
既有较大收获量又可保持种群高速增长
请参考类似案例，分析控制家鼠种群数量的思路和措施。
(1)资料1:
1976年科学家在某地区调查时，发现当年6～7月在该地
采用0.2%氟乙酰胺喷雾灭鼠，当年鼠兔(高原鼠兔和中华
鼢鼠)种群密度由58.66只/公顷剧降为1.88只/公顷。但4
年后，种群密度恢复为165只/公顷。
以上资料中控制鼠兔数量的思路和相应具体措施是什么？该控制方法效果如何？
思路：增大死亡率；具体措施：药物毒杀。该控制方法效果不持久。
（例如: 减少 ，增加 ）
防治，严防达到 ，增大 ，降低 。
K/2前
K/2
环境阻力
K值
生活空间
天敌
③有害生物防治：
学习笔记P9
(2)资料2　
以上资料中控制害虫种群数量的思路和具体措施是什么？该控制方法效果如何？
思路：降低环境容纳量；具体措施：引进捕食者。
该控制方法效果持久，降低有害生物环境容纳量
是防治有害生物的根本措施。
(3)请据以上分析，提出控制家鼠数量的思路和相应具体措施。
①思路：增大死亡率；具体措施：机械捕杀、药物毒杀等。
②思路：降低出生率；具体措施：施用避孕药、降低生殖率的激素等。
③思路：降低环境容纳量；具体措施：养殖家猫捕食家鼠、搞好环境卫生、硬化地面、安全储藏食物等。
【总结】K值与K/2值的应用:
K值
减小环境阻力 → 增大K值 → 保护野生生物资源
增大环境阻力 → 降低K值 → 防治有害生物
草原最大载畜量不超过K值 → 合理确定载畜量
K/2值
渔业捕捞后的种群数量要在K/2值处
K/2值前防治有害生物，严防达到K/2值处
“J”形增长和“S”形增长的比较
项目 前提条件 K值 曲线模型 增长率 增长速率
“J”形增长
“S”形增长
理想状态：食物和空间条件充裕、气候适宜 、没有天敌和其他竞争物种等。
实际状态：环境资源有限，存在天敌和其他竞争物种。
无K值
有K值
1. 图中阴影部分表示什么？
2. 环境阻力如何用自然选择学说内容解释？
3. “S”形曲线中，有一段时期近似于“J”形曲线，
这一段是否等同于“J”形曲线？为什么？
环境阻力。
生存斗争中被淘汰的个体数。
不等同，已经存在环境阻力。
“J”型曲线无 K值，无种内斗争，无天敌。
归纳总结：“J”形增长和“S”形增长的比较
环境阻力
食物不足
空间有限
种内竟争
天敌捕食
气候、传染病等
②但大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。
处在波动状态的种群，在特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、赤潮等。
东亚飞蝗种群数量的波动
①在自然界，有的种群能够在一段时间内维持数量的相对稳定。
③当种群长久处于不利条件下，种群数量会持续性的或急剧的下降。
④当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
种群数量的波动
种群数量波动产生的影响
影响结果 原因分析 实例
易成灾 种群常处于明显的波动状态，说明制约其种群数量变化的因素较少或也处于不稳定中，在某些特定条件下可能出现种群爆发
易消亡 种群的延长需要有一定的个体数量为基础，当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡
蝗灾、鼠灾、赤潮等是种群数量爆发增长的结果
有的鲸濒临灭绝、大熊猫等珍稀动物不加强保护也极易灭绝
种群数量的波动
典题应用
3.如图为种群数量增长曲线，不考虑迁入和迁出，下列有关叙述不正确的是
A.种群的数量变化除了“J”形和“S”形增长，还有稳定、波动和下降等
B.bc段种群增长速率逐渐下降，是因为出生率小于死亡率
C.自然状态下种群数量达到K值时，种群的增长速率接近于0
D.当环境条件发生变化时，种群的K值也会发生相应的变化
√
4.科学家对某荒原上的子午沙鼠种群数量进行连续多年的调查，获得如图所示的信息。下列叙述正确的是
A.第5年的子午沙鼠种群属于稳定型
B.第10年和第20年的子午沙鼠种群数量相同
C.第1～5年，子午沙鼠种群增长模型呈“S”形
D.第15～20年，子午沙鼠种群数量一直减少
√

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