種群的增長方式(公開課6)塔高

1、種群的增長方式溫嶺中學溫嶺中學 夏冰姿夏冰姿思考一為什么兔子能在澳洲大陸上如此大量而快速的繁殖呢？有茂盛的牧草食物豐富沒有鷹，狐貍等肉食動物無天敵土壤疏松，打洞做窩非常方便環(huán)境適宜理想條件：兔子的天堂假設充分發(fā)揮兔子的繁殖能力，種群的數量每個月可增加假設充分發(fā)揮兔子的繁殖能力，種群的數量每個月可增加一倍一倍。那么在一個類似澳大利亞的地區(qū)，有一對處于成熟。那么在一個類似澳大利亞的地區(qū)，有一對處于成熟期的兔子，理論上在接下來的每過期的兔子，理論上在接下來的每過1個月數量將會是多少？個月數量將會是多少？請完成以下表格請完成以下表格思考二：思考二：請預測兩年請預測兩年 （24個月個月)后的該兔子種群的

2、數量。后的該兔子種群的數量。 若以若以N N0 0為起始數量，為起始數量， t t為時間為時間( (單位時間為月），單位時間為月），NtNt表示表示t t個月后該種群的數量，個月后該種群的數量，為平均增長倍數，為平均增長倍數，22243.4107Nt=N0 t 增長后數量增長后數量 增長前數量增長前數量請寫出請寫出t t個月后數量公式個月后數量公式請大家根據表格中數據將請大家根據表格中數據將Nt=22t轉化為曲線圖轉化為曲線圖數學模型是數學理論與實際問題相結合的一門科學它將現實問題歸結為相應的數學問題，并在此基礎上利用數學的概念、方法和理論進行深入的分析和研究，從而從定性或定量的角度來刻畫實際

3、問題，并為解決現實問題提供精確的數據或可靠的指導。 數學模型數學模型 表現形式表現形式 公式法公式法 Nt=N0 t 數據分析表格數據分析表格 曲線圖法曲線圖法 統(tǒng)計，記錄數據統(tǒng)計，記錄數據準確準確直觀直觀增長率增長率單位時間內增加的數量單位時間內增加的數量增長前數量增長前數量增長速率增長速率增長后數量增長后數量增長前數量增長前數量單位時間單位時間128-6464=164-3232=132-1616=116-88=18-44=1(4-2) 2=1六個月五個月四個月三個月二個月一個月增長率Nt=N0 t 時間時間種群個體數量種群個體數量增長特點：增長特點： 起始增長起始增長很慢很慢隨著種群基數的

4、增長，隨著種群基數的增長，增長增長越來越快越來越快每單位時間都每單位時間都按種群的一定百分數或倍數增長按種群的一定百分數或倍數增長產生條件：產生條件： 理想條件：理想條件：食物和空間條件充裕食物和空間條件充裕 氣候適宜氣候適宜 沒有敵害沒有敵害等等種群種群 “ “J”J”型增長的數學模型公式：型增長的數學模型公式：（N N0 0為起始數量，為起始數量， t t為時間，為時間，N Nt t表示表示t t年后該種群的數量，年后該種群的數量，為種群數量每年的增長倍數）為種群數量每年的增長倍數） 加拿大一枝黃花：加拿大引進，繁殖能力強，與周圍植物爭陽光、爭肥料，直至其它植物死亡，從而對生物多樣性構成嚴

5、重威脅?？芍^是黃花過處寸草不生，故被稱為生態(tài)殺手、霸王花。 福壽螺 因每只雌螺可年產卵萬粒左右，繁殖量驚人，可造成其他水生物種滅絕，極易破壞當地的濕地生態(tài)系統(tǒng)和農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。 資料二：小張?zhí)街壳笆袌錾铣赏猛闷ぞ鶅r資料二：小張?zhí)街壳笆袌錾铣赏猛闷ぞ鶅r4055元，兔肉每只元，兔肉每只(2.5公斤公斤)25元，養(yǎng)殖一只獺兔可獲純利元，養(yǎng)殖一只獺兔可獲純利40元左右。又考慮到了兔子元左右。又考慮到了兔子的超強繁殖率，于是決定租一塊山地靠綠色養(yǎng)兔致富。的超強繁殖率，于是決定租一塊山地靠綠色養(yǎng)兔致富。 思考四：小張買了思考四：小張買了20只兔子，根據前面所得出的增長率，他估計只兔子，根據前面所得出的增

6、長率，他估計四年后就能得到四年后就能得到3.4108只，也就意味著能獲利只，也就意味著能獲利12億元。億元。這能達到這個數量嗎？為什么？這能達到這個數量嗎？為什么？小張發(fā)現兔子的實際增長數量并不樂觀，如下圖所示小張發(fā)現兔子的實際增長數量并不樂觀，如下圖所示請大家根據表格中數據畫出曲線請大家根據表格中數據畫出曲線 停止增長了？停止增長了？在自然環(huán)境中，種群的增長一般在自然環(huán)境中，種群的增長一般都受到以下條件的限制都受到以下條件的限制 資源資源和和空間有限空間有限種群密度增大時，種內競爭加劇種群密度增大時，種內競爭加劇 以該種群為食的動物增加等以該種群為食的動物增加等“S”增長曲線增長曲線K值值產

7、生條件：產生條件：存在環(huán)境阻力存在環(huán)境阻力 K值：值：在長時期內環(huán)境所能維持在長時期內環(huán)境所能維持的的種群最大數量種群最大數量稱為稱為環(huán)境容納量環(huán)境容納量。 該環(huán)境中的該環(huán)境中的穩(wěn)定平衡密度穩(wěn)定平衡密度時時 間間個個體體數數量量時間時間增增長長速速率率KK/2T1T2“S”增長曲線增長曲線增長特點：起始呈增長特點：起始呈 ， k/2時時 ， 后后 ， K值時值時 。加速增長加速增長增長最快增長最快減速增長減速增長停止增長或在停止增長或在k值上下波動值上下波動T1T2時間時間增增長長率率T2 思考五：根據種群的增長方式，請一起幫助小張想想辦思考五：根據種群的增長方式，請一起幫助小張想想辦法盡可能

8、獲得最大利益，并保持可持續(xù)發(fā)展。法盡可能獲得最大利益，并保持可持續(xù)發(fā)展。(1)增加養(yǎng)殖面積和兔子食物的數量，并為它們打預防針增加養(yǎng)殖面積和兔子食物的數量，并為它們打預防針防止寄生蟲病的發(fā)生防止寄生蟲病的發(fā)生 減少流行病的發(fā)生等等減少流行病的發(fā)生等等(2)在目前已穩(wěn)定的情況下，賣了一半的兔子，使剩下的在目前已穩(wěn)定的情況下，賣了一半的兔子，使剩下的兔子處于兔子處于K/2,這樣的增長速度最快這樣的增長速度最快目的目的:增加兔子的養(yǎng)殖總數量，即增加兔子的養(yǎng)殖總數量，即增加增加K值值目的目的:如何最快達到如何最快達到K值，即盡量處于最佳增長狀態(tài)值，即盡量處于最佳增長狀態(tài)資源無限、空間無限、資源無限、空間

9、無限、不受其他生物制約等不受其他生物制約等理想條件下理想條件下起始增長很慢，隨著起始增長很慢，隨著基數的加大，增長越基數的加大，增長越來越快。來越快。起始加速增長，起始加速增長，K/2K/2時時增長最快，之后開始減增長最快，之后開始減速增長，到達速增長，到達K K值時便值時便停止增長或在停止增長或在K K值上下值上下波動。波動。有有K值值無，持續(xù)保持增長無，持續(xù)保持增長資源有限、空間有限、資源有限、空間有限、受其他生物制約等現受其他生物制約等現實條件下實條件下小結小結1：種群增長的兩種方式比較：種群增長的兩種方式比較J形形環(huán)境阻力（環(huán)境阻力（生存斗爭中生存斗爭中死亡的個體數死亡的個體數）時時

10、間間個個體體數數量量KK/2T1T2S形形影響因素：氣候、影響因素：氣候、食物、捕食、病源食物、捕食、病源物和寄生物等物和寄生物等小結小結2：兩種曲線模型比較：兩種曲線模型比較農、林、牧業(yè)生產就是在這個范圍內謀求農、林、牧業(yè)生產就是在這個范圍內謀求產量，但是其潛力有所限制。產量，但是其潛力有所限制。大多數種群的數量總是在波動之中的，在不利條大多數種群的數量總是在波動之中的，在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡件之下，還會急劇下降，甚至滅亡 種群數量的波動和下降種群數量的波動和下降影響種群數量變化的因素影響種群數量變化的因素直接因素：出生率、死亡率、遷入、遷出直接因素：出生率、死亡率、遷入、遷

11、出間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵重要因素：人類的活動重要因素：人類的活動1、野生生物資源的合理利用和保護、野生生物資源的合理利用和保護2、有害生物的防治、有害生物的防治研究種群數量變化的意義研究種群數量變化的意義例：如圖，種群在理想環(huán)境中呈例：如圖，種群在理想環(huán)境中呈“J”形增長（如甲）；在有環(huán)境形增長（如甲）；在有環(huán)境阻力條件下呈阻力條件下呈“S”形增長（如形增長（如乙），下列有關種群增長曲線的乙），下列有關種群增長曲線的敘述，正確的是敘述，正確的是B.若此圖表示湖泊中魚的生長曲線，則對魚的捕撈若此圖表示湖泊中魚的生長曲線，則對魚的捕撈 常在常在cd時進

12、行時進行D.若此圖表示某海洋魚類的增長曲線，在若此圖表示某海洋魚類的增長曲線，在c點種內斗爭點種內斗爭最激烈最激烈A.環(huán)境阻力對種群增長的影響出現在環(huán)境阻力對種群增長的影響出現在e點之后點之后C.若此圖表示菜青蟲的種群增長曲線，則蟲害的防治應若此圖表示菜青蟲的種群增長曲線，則蟲害的防治應 在在c點開始點開始及時鞏固及時鞏固B思考六：針對澳大利亞兔災，對我們有哪些啟示呢？思考六：針對澳大利亞兔災，對我們有哪些啟示呢？謝謝大家！謝謝大家！ 血球計數血球計數板是一種板是一種專門用于專門用于計算較大計算較大單細胞微單細胞微生物的一生物的一種儀器。種儀器。 計數時，計數時，常采用常采用樣樣方法方法。 每

13、毫升培養(yǎng)液中的酵母菌細胞數是多少？每毫升培養(yǎng)液中的酵母菌細胞數是多少？ 老鼠老鼠機械捕殺機械捕殺施用激素施用激素藥物捕殺藥物捕殺施用避孕藥施用避孕藥養(yǎng)殖或釋放養(yǎng)殖或釋放天敵天敵將食物儲存將食物儲存在安全處在安全處降低降低繁殖率繁殖率打掃衛(wèi)生打掃衛(wèi)生硬化地面硬化地面減少減少數量數量增大環(huán)境阻力增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量降低環(huán)境容納量研究方法研究方法觀察研究對象觀察研究對象提出問題提出問題提出合理的假設提出合理的假設根據實驗數據，用適根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的當的數學形式對事物的性質進行表達性質進行表達通過進一步實驗或通過進一步實驗或觀察等對模型進行觀察等對模型進行檢驗或修正檢驗或修正

14、數學模型建立的一般步驟：數學模型建立的一般步驟：研究實例研究實例在資源和空間無限的環(huán)在資源和空間無限的環(huán)境中，兔子種群的增長境中，兔子種群的增長不受影響的情況下不受影響的情況下Nt =22t觀察、統(tǒng)計兔子數量，觀察、統(tǒng)計兔子數量，對自己建立的模型進行對自己建立的模型進行檢驗或修正檢驗或修正兔子每個月增兔子每個月增加一倍加一倍增長特點：起始呈增長特點：起始呈 ， k/2時時 ， 后后 ， K值時值時 。加速增長加速增長增長最快增長最快減速增長減速增長停止增長或在停止增長或在k值上下波動值上下波動例例(2012廣東理綜廣東理綜)羅非魚是雜食性魚類羅非魚是雜食性魚類,在珠江三角洲地在珠江三角洲地區(qū)大

15、量養(yǎng)殖區(qū)大量養(yǎng)殖,能適應咸、淡水環(huán)境能適應咸、淡水環(huán)境.某實驗基地水庫中放養(yǎng)了某實驗基地水庫中放養(yǎng)了一批羅非魚一批羅非魚,監(jiān)測數據顯示監(jiān)測數據顯示,ae段這種羅非魚的種群數量發(fā)段這種羅非魚的種群數量發(fā)生了明顯波動生了明顯波動,調查發(fā)現有人在該水庫中放生了大型肉食性調查發(fā)現有人在該水庫中放生了大型肉食性魚魚(FNE);一段時間后一段時間后,羅非魚種群數量達到了相對穩(wěn)定狀態(tài)羅非魚種群數量達到了相對穩(wěn)定狀態(tài)(如圖如圖).圖中顯示圖中顯示,羅非魚種群在羅非魚種群在ab段呈段呈型增長型增長.據據圖推測圖推測,FNE最可能是在最可能是在對應的時間點進入水庫對應的時間點進入水庫;在在捕食壓力下捕食壓力下,羅非魚種群的環(huán)境容