资源简介

(共40张PPT)
1. 定义：一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
A
B
C
老年个体数
成年个体数
幼年个体数
2. 三种类型
三.年龄结构
3. 与种群密度的关系：
4. 意义：年龄结构可以预测种群数量的变化趋势。
年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群密度。
四.性别比例
1. 性别比例：又称（性比），指种群中雌雄个体数目的比例。
注意：
①雌雄个体是指的是具有生殖能力的个体，如工蜂不计算在内；
②并非所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物。
2. 类型
雌雄相当型
多见于高等动物
雌多雄少型
多见于人工控制的种群
雌少雄多型
多见于营社会生活的昆虫
四.性别比例
3. 意义：
4. 应用：利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，改变害虫种群正常的性别比例，就会使很多雌性个体不能完成交配，从而使该种害虫的种群密度明显降低。
四.性别比例
通过影响出生率间接影响种群密度。
种群的数量特征
最基本
种群密度
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
年龄结构
性别比例
直接决定
影响
影响
六、总结
第1章 种群及其动态
第2节 种群数量的变化
形
你会选择谁？
问题探讨
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20min就通过分裂繁殖一代。
讨论：第n代细菌数量的计算公式是什么？
设细菌初始数量为N0，第一次分裂产生的细菌为第一代。
第n代的数量为Nn=N0×2n。
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
理想条件下（营养和生存空间没有限制等），请写出1个细菌产生的后代在不同时间的数量并画出对应的细菌种群数量增长曲线。
时间/min 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量/个
数学公式
2
4
8
16
32
64
128
256
512
21
22
23
24
25
26
27
28
29
以表格中得到的数据，
以时间为横轴，
以数量为纵轴，
画出细菌种群数量增长曲线。
20
1
细菌数量/个
时间/min
0
100
200
300
400
500
600
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。
物理模型
数学模型
概念模型
2. 作用：能够描述、解释、预测种群数量的变化。
科学方法 建立数学模型
1. 数学模型：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
细菌每20 min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？
在资源和空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
Nn=N0×2n，Nn代表繁殖n代后细菌数量，N0为细菌起始数量，n代表繁殖代数
观察、统计细菌数量，对所建立的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，即建立数学模型
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
一、建构种群增长模型的方法
问题探讨
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20min就通过分裂繁殖一代。
讨论：在一个培养瓶中，细菌的数量按照这个公式描述将如何发展？
在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的呢？
【思考 · 讨论】 分析自然界种群增长的实例
资料1：1859年，一位英国人在他澳大利亚的农场中放生了24只野兔。让他没想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草，还啃噬树皮，造成植被破坏，导致水土流失。直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量的到控制。
资料2：20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年间增长如图所示。
【思考 · 讨论】 分析自然界种群增长的实例
500
1000
1500
1937 1938 1939 1940 1941 1942
年份
种群数量/只
0
讨论1：这两个资料中的种群增长有什么共同点：
讨论2：种群出现这种增长的原因是：
【思考 · 讨论】 分析自然界种群增长的实例
种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势，种群呈“J”形曲线增长。
理想条件：食物和空间条件充裕、没有天敌、气候适宜等。
形
二、种群的“J”形增长
Nt＝N0 λt
形
1. 概念：在理想条件下，以时间为横坐标，种群数量为纵坐标，画出的种群增长曲线大致呈“J”形。
2. 适用对象：
（1）实验室条件下；
（2）当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境的早期阶段 。
二、种群的 “ J ” 形增长
形
数学模型
种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍
第一年是N0，第二年是多少？t年后呢？
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。
3.模型条件：
N1=N0λ1
5.建立模型：
Nt=N0 λt
t年后的种群数量
起始数量
种群数量是前年种群数量的倍数
时间
时间（t）
N0
种群数量
6. 曲线图
4.“J”形增长的特点——数量变化：
二、种群的 “ J ” 形增长
数学模型
思考：当λ满足什么条件时，种群数量呈“J”形增长？
项目 种群数量变化 年龄结构
λ>1
λ＝1
λ<1
增加
相对稳定
减少
增长型
稳定型
衰退型
只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。
当λ=0时，雌体没有繁殖，种群在下一代中灭亡。
二、种群的 “ J ” 形增长
与实际的联系--物种入侵
加拿大一枝黄花原产北美，1935年作为观赏植物引入中国，是外来生物。其繁殖能力强、传播能力强、生长周期长，对所到之处本土物种产生严重威胁，易成为单一的加拿大一枝黄花生长区。
福寿螺原分布于南美洲，20世纪80年代作为一种水生经济生物引入我国，后因食味不佳被弃于水生环境。其生存能力很强，又繁殖得快；其食量大且食物种类繁多能破坏粮食作物、蔬菜和水生农作物的生长。
二、种群的 “ J ” 形增长
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
二、种群的 “ J ” 形增长
环境
阻力
在环境阻力的影响下，种群数量该如何变化？
想一想
理想化的情况在自然界中并不存在。
那么，有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？
食物有限、空间有限、种内竞争、种间竞争、天敌捕食……
三、种群的“S”形增长
大草履虫种群增长的曲线呈“S”形。
把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：
问题1：请描述大草履虫种群增长的曲线：
问题2：高斯的实验结果不呈现“J”形曲线，原因可能有哪些？
随着大草履虫数量增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，导致种群出生率降低，死亡率升高。
【生态学家高斯的实验】
三、种群的 “ S ” 形增长
斜率：先增大后减小。种群数量：先快速增长，后增长速度放缓，最终稳定在一定水平。
把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：
问题3：观察曲线，我们可以发现曲线的斜率如何变化？这说明能反映种群的哪些问题？
问题4：在实验第5天后，大草履虫的数量基本维持在375个左右，这个数值的含义是：
该环境条件下所能维持的种群最大数量，即环境容纳量，又称K值。
【生态学家高斯的实验】
三、种群的 “ S ” 形增长
1. 定义：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。这种类型的种群增长称为“S”形增长。
一般自然条件下（现实状态）种群的增长——资源和空间有限，天敌的制约等（即存在环境阻力）。
2. 适用条件
三、种群的 “ S ” 形增长
数学模型
（1）初始一段时间种群增长较快；
（2）当种群密度增大时，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长缓慢。
（3）当出生率和死亡率相等时，种群增长停止，种群数量稳定在一定水平（K值）。
3. 特点
三、种群的 “ S ” 形增长
数学模型
4. K值：一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。
高斯实验中大草履虫种群的K值是375个
三、种群的 “ S ” 形增长
同种生物的K值是固定不变的吗？
哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？
N0
同种生物的K值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。
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种群的环境容纳量。
思考1：野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？
野生大熊猫的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，K 值就会变小。
思考2：保护大熊猫的根本措施是什么？
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值变大）。
四、种群数量的波动
某地区东亚飞蝗种群数量的波动
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。例如，某地野牛、狮的种群数量往往比较稳定。
四、种群数量的波动
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。例如，某地区东亚飞蝗的种群数量在1913~1961年一直处于不规则的波动状态。
某地区东亚飞蝗种群数量的波动
四、种群数量的波动
不规则的波动状态
东亚飞蝗在我国的大爆发没有周期性规律，干旱是大爆发的主要原因。在黄河三角洲上的湿地草地，若遇到连年干旱，土壤中的蝗卵成活率就会提高，这是造成蝗虫大爆发的主要原因。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。
拓展：种群数量的爆发
处于波动状态的种群，在某些特定的条件下可能出现种群爆发。蝗灾、鼠灾、赤潮等，就是种群数量爆发增长的结果。
蝗灾
鼠灾
赤潮
四、种群数量的波动
种群爆发
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。例如，遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏。
四、种群数量的波动
急剧下降
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。
卧龙大熊猫自然保护区
四、种群数量的波动
对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。

展开更多......

收起↑