高中生物增長率和增長速率的區(qū)分

1、增長速率（現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)）增長時間增長率（現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)）原有個體數(shù)出生率死亡率生長速率就像速度公式，跟時間有關(guān)系 “S”型曲線中的種群增長率和增長速率 仍以某種動物為例，在自然界中，由于環(huán)境條件是有限的，種群不可能按“J”型曲線增長，而是在有限的環(huán)境中，隨種群密度的上升，生存斗爭加劇，出生率下降，死亡率上升，從而使種群數(shù)量的增長率下降，當種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值（K）時，種群數(shù)量停止增長，有時會在K值左右保持相對穩(wěn)定，則這個種群在0t年間的種群增長曲線，呈“S”型增長。若把“S”型增長曲線轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的種群增長率曲線，即縱坐標改成種群增長率，則按照種群增長率的概念分析，增長

2、率（末數(shù)初數(shù)）/初數(shù)100，開始雖然單位時間種群增長絕對數(shù)量不多，但由于起先初數(shù)較小，兩者的比值還是較大的，故種群增長率較高，而后來盡管單位時間內(nèi)種群增加絕對數(shù)增加了，但由于前一年的基數(shù)即初數(shù)也大了，故兩者的比值反而比上一年有所下降，到種群數(shù)量接近環(huán)境容納量時，種群數(shù)量基本不增加，即末數(shù)-初數(shù)接近于0，種群增長率也就逐漸接近于0，到達環(huán)境容納量時為0若把“S”型增長曲線轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的種群增長速率曲線，即縱坐標改成種群增長速率，則按種群增長速率=（末數(shù)初數(shù)）/單位時間分析，由于開始時單位時間內(nèi)種群數(shù)量增加的絕對數(shù)（即末數(shù)-初數(shù)）較小，故種群增長速率也較小。根據(jù)邏輯斯蒂曲線（“S”型曲線）分析，當

3、種群數(shù)量達到K/2時，單位時間內(nèi)種群數(shù)量增加的絕對數(shù)最多，故此時種群增長速率最大（相當于曲線的斜率最大）。隨后，當種群數(shù)量超過K/2時，種群數(shù)量增加趨緩，種群增長速率又有所下降，到種群數(shù)量為K時，單位時間內(nèi)種群數(shù)量不再增加，故種群增長速率為0“S”型增長曲線模型的特點：種群增長速率:由于“S”型增長曲線變化規(guī)律沒有固定的公式，只能從理論上分析。由于種群增長速率與曲線的斜率是等價的，通過觀察可判斷出是先增加后減少。種群增長率:由于環(huán)境條件對種群數(shù)量的影響，隨著種群密度的增加而逐漸的按比例增加，種群增加的難度在增加，所以種群增長率在逐漸的減少。那時的捕魚條件最優(yōu)越.不會因為捕獲而影響其種族延續(xù).因

4、為增長最快時捕撈，捕撈后能在最短的時間內(nèi)恢復(fù)到原來的數(shù)量。增長率與增長速率區(qū)別2011-01-14 22:30:53|分類： 學(xué)科知識 |標簽： |字號大中小訂閱 摘 要：高中生物教材（人教版（必修3）中的種群數(shù)量變化規(guī)律是本節(jié)的重難點。教材中提及的種群增長結(jié)合筆者教學(xué)，發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生很容將兩者混為一談，甚至在部分參考資料中出現(xiàn)類似的問題。 關(guān)鍵詞：增長率 增長速率 區(qū)別1 概念(1)：表或生物的繁殖代數(shù)。N1N0；(2)種群增長率是指單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)新增加的個體數(shù)，計算公式：種群增長率=（Nt-Nt-1)/Nt-1。(3)種群增長速率是指單位時間內(nèi)新增加的個體數(shù)，計算公式：種群增長速

5、率=（Nt-Nt-1)/t-(t-1)。2 對“” 字型曲線的分析2.1模型假設(shè) 在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下，種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的倍。建立模型：t年后種群數(shù)量為：Nt=N0t模型中各參數(shù)的意義：N0 為種群起始量 t 表示時間Nt 表示t年后該種群的數(shù)量 表示該種群數(shù)量是一年前種群 數(shù)量的倍數(shù)2.2對模型假設(shè)的分析 從模型假設(shè)不難得出=現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)。結(jié)合增長率的概念和定義式不難看出，此時增長率等于（-1），不變，增長率（-1）也就不變。所以“J”字類型增長率不變。而增長速率，若以年為時間單位，則t年的增長速率為Vt=N0t-N0t-1=

6、N0t-1(-1),因為1，t越大，則種群的增長速率越快，即隨時間的延長種群的增長速率是持續(xù)加快的。2.3結(jié)論型曲線增長率保持不變；增長速率一直增大。曲線的斜率表示增長速率。例1：在什么條件下種群數(shù)量才會呈指數(shù)增長（）A.當只有食物受到限制時B.在物種適宜的環(huán)境中食物開始出現(xiàn)不足，但不至于影響到該物種在這里生存C.只是沒有捕食者D.只有在實驗室內(nèi)的實驗條件下例題解析：因為種群的指數(shù)增長只有在空間無限、資源無限和不存在任何天敵的條件下才有可能，而這樣理想的條件只有在實驗室內(nèi)才能存在。A不對，因為食物有限影響種群數(shù)量增長，在食物不能充分供應(yīng)的情況下，種群不可能呈指數(shù)增長。B不對，因為在一個適宜的環(huán)

7、境中食物已開始出現(xiàn)不足，這雖然并未影響到物種在這里生存，但不可能會使種群的數(shù)量出現(xiàn)指數(shù)增長，因為指數(shù)增長的先決條件是資源無限。C也不對，因為僅僅失去捕食者的控制作用，種群仍不能實現(xiàn)指數(shù)增長，限制種群數(shù)量的種種其他因素都還在起作用，如食物不足、空間狹小等。答案：D點評：本題主要考查種群的增長曲線，屬于理解層次?！癑”型曲線的條件和特點是比較重要的知識點，在考試中出現(xiàn)的頻率較高，應(yīng)該引起重視。3 對型曲線的分析3.1模型假設(shè) 自然界的資源和空間總是有限的，當種群密度增大時，種內(nèi)斗爭就會加劇，以該種群為食的動物的數(shù)量也會增加，這就會使種群的出生率降低，死亡率增高。當死亡率增加到與出生率相等時，種群的

8、增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平。3.2對模型假設(shè)的分析 自然條件下,種群呈“S”型增長,隨時間的延長,環(huán)境條件的制約作用越大,增長率持續(xù)下降,達到最大值K值時增長率為0。而增長速率則由于種群的起始個體數(shù)較少,環(huán)境條件的制約作用較小,開始的一段時間內(nèi)種群接近“J”型增長,隨時間的延長種群的增長速率持續(xù)加快,從坐標曲線上看曲線的斜率逐漸加大。當種群數(shù)量N接近于K/2時種群的增長速率最快。后來隨環(huán)境阻力的加大,種群的增長速率逐漸減慢,即曲線的斜率逐漸減小,到達K值時曲線斜率降為0。結(jié)論：S型曲線的增長率與種群數(shù)量成反比，不斷減??；增長速率先增大后減小。曲線的斜率表示增長速率。例22002年(廣

9、東、河南、廣西卷生物試題)在一個玻璃容器內(nèi),裝入一定量的 符合小球藻生活的營養(yǎng)液,接種少量的小球藻,每隔一定時間測定小球藻的個體數(shù)量,繪制成曲線,如圖1所示:下列圖2中A、B、C、D能正確表示小球藻種群數(shù)量增長率隨時間變化趨勢的曲線是（） 例題分析:例題中小球藻的生長是在受環(huán)境條件制約下的“S”型增長,題目中的增長曲線已經(jīng)明確畫出。開始時環(huán)境條件充裕,小球藻的增長率較大,隨時間的延長,環(huán)境阻力加大,增長率是逐漸下降的,若按一定比例下降,則答案為C。小球藻的增長速率可用小球藻增長曲線的斜率來表示,先增大后減小可用D曲線表示。故筆者以為若此題答案為D,應(yīng)將本題中的種群的增長率改為種群的增長速率,否

10、則,與教材中的增長率混淆使用,易產(chǎn)生歧義。反饋練習1如圖表示種群數(shù)量動態(tài)變化過程，圖中c點所表示的含義的敘述中，不正確的是（ ）Ac點時種群增長速率最快 Bc點為種群理想環(huán)境與悠閑生活環(huán)境的分界點 Cc點時微生物的次級代謝產(chǎn)物最多Dc點時進行捕撈有利于該種群的持續(xù)生存2右圖表示了鯨的生殖數(shù)量變化速率、死亡數(shù)量變化速率與種群大小的關(guān)系。圖中表示生殖數(shù)量變化速率的曲線和點代表的含義分別是（） A曲線1，種群的最大數(shù)量B曲線2，種群的最大數(shù)量C曲線1，某一環(huán)境條件下的種群的最大數(shù)量D曲線2，某一環(huán)境條件下的種群的最大數(shù)量3圖中種群在理想環(huán)境中呈“J”型曲線增長（如甲）；在有環(huán)境阻力條件下呈“S”型曲

11、線增長（如乙），下列有關(guān)種群增長曲線的敘述正確的是（ ） A環(huán)境阻力對種群增長的影響出現(xiàn)在d點之后B若此圖表示蝗蟲種群增長曲線，則蟲害的防治應(yīng)在c點開始C若此圖表示酵母菌生長曲線，則次級代謝產(chǎn)物在ab時期大量積累D若此圖表示草履蟲種群增長曲線，當種群數(shù)量達到e點后，增長速率為0答案：1C（微生物產(chǎn)生次級代謝產(chǎn)物最多的時期是穩(wěn)定期，不在對數(shù)期。）2C（大海的食物和空間是有限的，所以鯨種群增長呈S型曲線，可轉(zhuǎn)化為生殖數(shù)量變化曲線。）3D（環(huán)境阻力始終都存在。）參考文獻：1朱正威.穩(wěn)態(tài)與環(huán)境M.人民教育出版社,2004 2許麗萍 增長率與增長速率辨析.中學(xué)生物教學(xué)，2004.5種群的增長速率曲線和增

12、長率曲線再探討 浙江省紹興縣柯橋中學(xué)葉建偉摘 要 到目前為止，種群增長率曲線和增長速率曲線在中學(xué)生物教材和相應(yīng)的教學(xué)輔導(dǎo)資料中還沒有一個較為統(tǒng)一的說法，本文就種群增長率曲線和增長速率曲線進行了探討。關(guān)鍵詞 種群 增長速率曲線 增長率曲線 探討種群的增長方式包括指數(shù)增長（“J”型增長）和邏輯斯諦增長（“S”型增長），前者是在理想狀態(tài)下，即資源無限、空間無限和不受其他生物制約的條件下產(chǎn)生的，后者是在現(xiàn)實狀態(tài)下，即資源有限、空間有限和受其他生物制約的條件下產(chǎn)生的。若以時間為橫坐標，種群中個體數(shù)量為縱坐標，那么兩種增長曲線如圖1所示。對于上述兩種增長方式，需要區(qū)別種群增長率和增長速率的變化，但是到目前

13、為止，對于種群增長率和增長速率曲線在中學(xué)生物教材和相應(yīng)的教學(xué)輔導(dǎo)資料中還沒有一個較為統(tǒng)一的說法，對此，筆者查閱相關(guān)資料，同時結(jié)合自己多年的教學(xué)實踐，談?wù)勛约旱目捶ā? 種群增長速率和增長率的定義種群增長速率是指種群在單位時間內(nèi)增加的個體數(shù)量，其計算公式為：增長速率 =（現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)）增長時間，單位可以用“個/年”表示。種群增長率指種群在單位時間內(nèi)凈增加的個體數(shù)占原個體總數(shù)的比率，其計算公式為：增長率 =（現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)）（原有個體數(shù)增長時間），單位可以用“個/個年”表示。種群的出生率減去死亡率就是種群的自然增長率1。2 指數(shù)增長的增長速率和增長率種群在理想條件下呈指數(shù)增長，其增長

14、曲線符合指數(shù)函數(shù)Nt=N0t或Nt+1=Nt（N為種群個體數(shù)，N 0為起始種群個體數(shù)，t為時間，為種群周限增長率，下同），其中具有開始和結(jié)束時間，它表示種群大小在開始和結(jié)束時的比率。若以年為時間單位，指數(shù)增長種群的增長速率為：（N0t+1N0t）個/年=N0t（1）個/年，所以指數(shù)增長種群的增長速率隨時間變化呈等比數(shù)列，公比為，其通項公式為：= N0（1）t（表示種群增長速率）。此通項公式是（相當于因變量）關(guān)于t（相當于自變量）的指數(shù)函數(shù)，其變化過程如圖2所示。同樣以年為時間單位，指數(shù)增長種群的增長率為：（N t+1N t）個/ N t個年=（N 0t+1N 0t）個/ N 0t個年= N 0

15、t（1）個/ N 0t個年=（1）個/個年，即該種群在一年時間內(nèi)平均每個個體增加的個體數(shù)為1個。因為1為常數(shù)，所以指數(shù)增長種群的增長率曲線與x軸平行，且在y軸上的截距為1，如圖3所示。3 邏輯斯諦增長的增長速率和增長率種群在自然條件下呈邏輯斯諦增長，邏輯斯諦增長曲線（“S”型曲線）是根據(jù)邏輯斯諦方程構(gòu)建的曲線模型。邏輯斯諦方程的數(shù)學(xué)表達式為：2（r是瞬時增長率，K是環(huán)境容納量，特定種群的r和K都為定值）。此方程是（相當于因變量）關(guān)于N（相當于自變量）的二次函數(shù)，坐標曲線為拋物線，其特征：開口方向：二次項系數(shù)為，曲線開口向下；存在最大值：當時，為種群的最大增長速率；與橫坐標的交點：當N=0或N=

16、K時，=0，故曲線與橫坐標的交點為N=0和N=K；對稱性：以為對稱軸兩側(cè)對稱（見圖4）。此圖常被各種教輔資料引用，但在引用時，常將橫坐標名稱個體數(shù)量改為時間，使曲線的科學(xué)性出現(xiàn)偏差。那么種群增長速率隨時間的變化情況到底是如何的呢？探討邏輯斯諦增長種群的增長速率和增長率隨時間變化的情況，需對邏輯斯諦方程進行積分，得Nt關(guān)于t的函數(shù)式： （特定種群的N0為定值）。對于邏輯斯諦方程的變化規(guī)律，常選擇特殊值代入法進行演算（見表1）。表1 邏輯斯諦增長中各項數(shù)值隨時間的變化（設(shè)K=800，r=08，N0=3；小數(shù)點保留4位）tNt增長速率Nt+1-Nt增長率(Nt+1-Nt)/NttNt增長速率Nt+1

17、-Nt增長率(Nt+1-Nt)/Nt031176919773466050047216646136461121541278585981666210021721464207996012031137935840772410009833187161722951176714797104335203000444676295357579112191579869631592000020513638256875301016616799413707174000096251069411468690840917799736403228000047403551415248200607318799881601451000

18、02855500811514567037531979994680065200001966758851125804020282079997610029300000107345371669486010032179998930013200000（注：由于Nt到N t+1的增長時間剛好為1個單位時間，因此省略了公式中分母的單位時間。）分別對表1種群增長速率數(shù)據(jù)和種群增長率數(shù)據(jù)作圖，得到圖5和圖6。分析圖5，推知邏輯斯諦增長種群的增長速率曲線為鐘形曲線（或稱正態(tài)曲線）。存在以下特征：存在一個最大值（此假設(shè)條件下，約在t=7時出現(xiàn)，此時對應(yīng)的N=403K/2）；在最大值之前，種群增長速率逐漸增大，增大的過程遵循“慢快慢”的“S”型變化規(guī)律；在最大值之后，種群增長速率逐漸減小，減小的過程遵循“