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(共35张PPT)
1.2种群数量的变化
建立种群增长数学模型
我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20 min就通过分裂繁殖一代。
讨论
1．第n代细菌数量的计算公式是什么？
时间/min 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量/个
建构种群增长模型
假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20 min就通过分裂繁殖一代。
时间/min 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量/个 2 4 8 16 32 64 128 256 512
第n代个体数 N = 2n (n表示第几代)
(函数表达式、表格、图形(曲线图、柱状图、扇形图等))
建构种群增长模型
(函数表达式、表格、图形(曲线图、柱状图、扇形图等))
科学家通过数十年的研究发现，中国的亚洲象数量实际上在稳步地增长。第一篇相关的科研论文，是1976年中科院昆明动物研究所发表的论文，文中说中国当时有146头亚洲象。我们发现，在过去的这40多年间，我们国家的亚洲象种群在以每年3%左右的速度增长。
注：亚洲象的繁殖周期较长，雌象5~6年生一胎，一般从出生到性成熟并参与繁殖要12—14年。
时间/年 20 40 60 80 100 120 140 160 180
亚洲象数量/个
讨论：第n年亚洲象数量的计算公式是什么？
建构种群增长模型
(函数表达式、表格、图形(曲线图、柱状图、扇形图等))
假设在营养和生存空间没有限制的情况下，我们国家的亚洲象种群在以每年3%左右的速度增长。
注：亚洲象的繁殖周期较长，雌象5~6年生一胎，一般从出生到性成熟并参与繁殖要12—14年。
时间/年 20 40 60 80 100 120 140 160 180
亚洲象数量/个 263.7 476.3 860.2 1553.6 2805.9 5067.8 9153.0 16531.4 29857.5
第n年个体数 N = 146×1.03n
在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条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长。
思考：指数增长(J形增长)的条件
自然界存在这样的增长情况吗？
保持上述条件不变，细菌种群经过44小时/亚洲象种群经过1491年，总质量超过地球
资料1：1859年，澳大利亚某农场中放生了24 只野兔。
一个世纪之后，澳大利亚野兔超过6 亿只。
后来，引入黏液瘤病毒控制了野兔的种群数量。
资料2：20世纪30年代，
环颈雉引入某地小岛。
5年间增长如图所示。
1. 条件
2.适用对象
J形增长分析
固定倍数增长
食物和空间条件充裕
气候适宜
没有天敌和其他竞争物种
人为创造的理想条件
种群迁入到适宜条件的初期
外来入侵物种紫茎泽兰
J形增长分析
3. 特点
Nt＝N0λt ，λ表示该种群数量是前一年(代)种群数量的λ倍
第n代细菌个体数 N = 2n (n表示第几代)
第n年大象个体数 N = 146×1.03n
J形增长分析
3. 特点
Nt＝N0λt ，λ表示该种群数量是前一年(代)种群数量的λ倍
试计算第t年到第t+1年，种群的增长率和增长速率。
二、种群的“J”形增长
种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt 时，种群增长曲线一定是“J”形吗？
种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt ，种群增长曲线不一定是“J”形。
引用自人教版教师教学用书
A______________
B______________
C______________
D______________
【例1】研究人员连续10年调查生态系统中某动物的种群数量变化，绘制的λ值变化曲线如图所示。图中λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数，
A、B、C、D 四点时的种群数量相比，最多的是 点；最少的是 点。
年龄结构
增长型
稳定型
衰退型
B
D
稳定型
小结
J形增长是种群在理想条件下的种群增长的形式。
这种理想条件是：________________________。
J形增长的特点：增长率______，增长速率_____。
J形增长的种群存在吗？ J形增长可能无限进行下去吗？
λ-1
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24 h统计一次大草履虫的数量。经反复实验，结果如下图所示。　　
时间/d
种群数量/个
K=375
时间 0 1 2 3 4 5 6
数量 5 20 137 319 369 375 373
请绘制大草履虫的种群增长曲线
1. 条件
2.适用对象
S形增长分析
存在环境阻力
一般自然种群普遍适用
S形增长分析
3. 特点
在有限的资源和空间条件下，当种群密度增大时，种内竞争不断加剧，种群的出生率降低，死亡率升高。当死亡率和出生率相等时，种群的增长就会停止，稳定在一定水平。
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。
S形增长分析
3. 特点
小结
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈______形。
S形增长的特点：增长率______，增长速率_____。
思考：如何运用S形增长的规律，指导生产实践呢？
（1）实践应用1——野生生物的保护
建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生活空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量。
K 值的应用
（2）实践应用2——有害生物的防治
增大死亡率
1.降低环境容纳量
搞好卫生
降低出生率
垃圾清理
2.在增长速率低时及早控制
A
B
C
A
B
C
种群数量达环境容纳量的一半（K/2）时种群增长速率最大，再生能力最强，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。
渔业资源最佳捕捞时期？
1/2K时
（3）实践应用3——最佳捕捞时期
【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
最大养殖/放牧量不超过K值 → 合理确定载畜量，避免生态崩溃
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
【问题探究】K 值 （是/不是）种群数量的最大值
【问题探究】K 值 （是/不是）种群数量的最大值
请据图分析：该种群的K 值为 。
同一种群的K 值是固定不变的吗？
同一种群的K 值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。
K2
生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。
不是
K值是种群在一定环境条件下所能维持（允许达到）的种群最大数量，在环境条件没有变化的情况下，种群数量在K值上下波动，动态平衡。
【总结】种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系
（1）某种群生活在一个较理想的环境中，则此种群数量增长的曲线是 。
（2）如果此种群生活在一个有限制的自然环境中，种群的个体数量增长的曲线可能是 。
（3）图中两曲线间的阴影部分代表 ，按自然选择学说，就表示在生存斗争中被 的个体数量。
“S”形
“J”形
环境阻力
淘汰
食物不足
空间有限
种内斗争
天敌捕食
气候、传染病等
环境阻力
J型曲线 S型曲线
前提条件
增长模型
有无K值
种群增长率
种群增长速率
理想条件
存在环境阻力
比较种群增长两种曲线的联系与区别
无，持续保持增长
有K值
保持稳定
先增加后下降
有最大值
逐渐下降
逐渐增加无上限
二
种群的“J”型增长
三
种群的“S”型增长
一
建构种群增长模型的方法
目
录
CONTENTS
四
种群数量的波动
在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。
对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。
某地区东亚飞蝗种群数量的波动
1.种群数量的相对稳定
2.种群数量的波动
在K值不变的情况下，种群的数量总是围绕着K值上下波动。
3.种群数量的爆发
处在波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。
如蝗灾、鼠灾、赤潮等。
东亚飞蝗的爆发
东亚飞蝗在我国的大发生没有周期性规律，干旱是大发生的主要原因。在黄河三角洲上的湿生草地，若遇到连年干旱，土壤中的蝗卵成活率就会提高，这是造成蝗虫大发生的主要原因。在淮河流域，前一年大涝，第二年飞蝗大发生的概率最大。故河北蝗区常出现“先涝后旱，蚂蚱成片”，“大水之后，必闹蝗灾”的情况。
3.种群数量的爆发
加拿大一枝黄花
水葫芦
4.种群数量的下降
当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏。
种群的延续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。
对于那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的措施进行保护。
捕鲸现场
1．下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
B
2．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，获得如图所示信息。下列叙述正确的是（ ）
A．第5年的子午沙鼠种群属于衰退型
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
D
网络构建

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