种群数量变化
《种群数量的变化》 讲义
《种群数量的变化》讲义一、种群的概念在我们生活的这个地球上，生物种类繁多，每种生物都不是孤立存在的。
比如我们常见的麻雀，在一个特定的区域内，所有的麻雀就构成了一个种群。
种群，简单来说，就是在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。
这里有几个关键的点需要注意。
首先，“同种生物”意味着它们能够相互交配并产生具有生育能力的后代。
比如说，草原上的绵羊和山羊就不是一个种群，因为它们不能交配产生可育后代。
其次，“全部个体”包括了该区域内所有年龄段、不同性别的个体。
二、种群数量的特征要研究种群数量的变化，我们得先了解种群有哪些特征。
种群的数量特征主要包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。
种群密度是种群最基本的数量特征，它反映了种群在一定时期内的数量。
想象一下在一片森林中，每平方千米有多少只野兔，这就是野兔种群的密度。
出生率和死亡率则决定着种群数量的增加和减少。
出生率是指在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率；死亡率是指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。
如果一个种群的出生率大于死亡率，种群数量就会增加；反之，如果出生率小于死亡率，种群数量就会减少。
迁入率和迁出率也是影响种群数量的重要因素。
迁入率是指在单位时间内迁入的个体数目占该种群个体总数的比率；迁出率则是指在单位时间内迁出的个体数目占该种群个体总数的比率。
一个地区的候鸟种群，在迁徙季节就会有明显的迁入和迁出，从而影响种群数量。
年龄组成大致可以分为增长型、稳定型和衰退型三种类型。
增长型种群中，幼年个体数量多于老年个体，种群数量未来可能会增加；稳定型种群中，各年龄段个体比例适中，种群数量相对稳定；衰退型种群中，老年个体数量多于幼年个体，种群数量未来可能会减少。
性别比例对种群数量也有一定的影响。
它指的是种群中雌雄个体数目的比例。
在农业生产中，利用人工控制性别比例的方法来提高产量的例子并不少见。
三、种群数量的变化模型了解了种群的特征，接下来我们看看种群数量是如何变化的。
种群数量的变化知识点总结
种群数量的变化知识点总结随着人类的不断发展，对于自然环境的了解也变得越来越深刻。
其中一个重要的自然现象就是生物种群数量的变化。
学习这个知识点可以帮助我们更好地了解自然环境，并且能够更好地保护我们的生态系统。
本文将对种群数量的变化知识点进行总结。
一、种群数量的变化因素种群数量的变化会受到多种因素的影响。
其中，最主要的因素包括以下几个方面：1.资源变化：种群数量的增长与资源供应之间存在着紧密的关系。
如果资源丰富，那么种群的数量就很可能会增加。
反之，如果资源匮乏，那么种群数量就可能会下降。
2.竞争关系：不同个体之间在获取资源时会存在竞争关系。
如果某些种群中存在强竞争关系，那么种群数量就很可能会下降。
3.环境变化：生物种群的生存环境会随着环境变化而发生变化。
如果环境发生大规模变化，那么种群数量就可能会受到很大的影响。
4.天敌的存在：许多生物都有天敌。
如果生物种群中的天敌数量增加，那么种群数量就可能会受到很大的影响。
5.人类活动：人类活动对自然环境的影响非常大。
如果人类活动破坏了生物种群的生存环境，那么种群数量就可能会下降。
二、种群数量的变化模式种群数量的变化模式是指，在不同情况下，种群的数量变化趋势。
从数量变化的趋势上，有以下几种模式：1.指数增长：如果种群的存活条件良好，那么种群数量就可能会呈指数增长的趋势。
在这种情况下，种群数量会以极快的速度增加，直到资源供应达到饱和状态，种群数量才会停止增长。
2.稳定状态：如果资源供应与种群数量之间的关系达到平衡，那么种群数量就会保持在一个稳定状态。
在这种情况下，种群数量的波动较小，而数量变化的趋势则相对稳定。
3.震荡性波动：在某些情况下，种群数量的变化趋势可能会呈现震荡性波动。
这种变化模式通常发生在连续的不稳定因素的作用下，例如资源改善和人类干扰间的矛盾。
4.种群数量的下降：在某些情况下，种群数量会不断下降。
例如环境恶化、天敌增加、人类活动等等因素都可能导致种群数量的下降。
《种群数量的变化 》课件
3
几种典型鸟类种群变化的成因与对策
探讨几种典型鸟类种群数量变化的成因，以及采取的保护和调控对策。
总结
1 种群数量变化对生态环境的影响
种群数量的变化对生态系统的结构和功能产生重要影响，需要引起足够的重视。
2 种群数量变化的保护措施必要性
采取种群数量保护措施对维护生物多样性和生态平衡至关重要，对未来的可持续发展具 有重大意义。
种群数量调节措施
通过控制捕捞和限制繁殖行 为等措施，调节某些物种的 数量，以防止过度增长或灭 绝。
种群数量变化的案例分析
1
保护和恢复汉江中下游白鳍豚种群
分享保护和恢复汉江中下游白鳍豚种群的成功经验和挑战。
2
森林野生动物种群数量监测系统的建立
介绍森林野生动物种群数量监测系统的建立，以促进物种保护和经济可持续发展。
3
种群数量鉴定的方法和技术
科学家使用多种方法和技术，如野外调查和遥感技术等，来鉴定和监测物种的种 群数量变化。
种群数量变化的应对
种群数量保护措施
采取保护措施，如建立自然 保护区、限制狩猎和研究物 种的生物学特征，以维护种 群数量的稳定。
种群数量恢复措施
通过种群扩增和栖息地恢复 等措施，帮助濒危物种的数 量恢复到健康的水平。
种群数量变化的类型 和方式
种群数量变化可以分为指 数增长、对数增长和周期 性波动等不同类型和方式。
种群数量变化的前因后果
1
种群数量变化的影响
种群数量的变化会对生态系统和物种多样性产生重要影响，进而影响人类社会的 可持续发展。
2
种群数量变化的指示器
通过观察种群数量的变化特征和指示器，可以对生态系统的健康状况进行评估。
3 种群数量变化的未来展望
种群的数量变化PPT
指数增长的限制
随着种群数量的增加，资源变得稀缺，导致种群增长受阻。
逻辑增长
逻辑增长的特点
逻辑增长的限制
种群数量按对数规律增长，增长速率 逐渐减缓。
当种群数量接近环境容纳量时，逻辑 增长转变为指数增长。
逻辑增长的公式
Pn=P0*e^(rt)，其中Pn表示第n代种 群数量，P0是初始种群数量，r是内 禀增长率，t是时间。
天敌关系
天敌的存在会对种群的生存和繁衍产生影响。
竞争关系
不同物种之间存在竞争关系，竞争会影响种 群的生存和繁衍。
遗传因素
种群的遗传多样性会影响其适应环境变化的 能力，从而影响种群的数量变化。
02
种群数量增长
指数增长
指数增长的特点
种群数量呈几何级数增长，不受资源限制，增长速率不断加快。
指数增长的公式
捕食竞争
捕食者与猎物之间的竞争关系可能导致猎物种群数量 下降。
捕食压力
天敌捕食
捕食者对猎物的捕食可能 导致猎物种群数量下降。
过度捕捞
人类过度捕捞可能导致渔 业资源枯竭，影响种群数 量。
捕食行为干扰
人类活动可能干扰捕食者 的捕食行为，影响种群数 量。
04
种群数量波动
年度波动
季节性繁殖
许多动物种群具有季节性繁殖的特点，导致种群数量在一年内出 现波动。
对生态系统稳定性的影响
影响生态平衡
种群数量的变化可能会打破生态平衡，导致生态系统的不稳定。当某个种群数量急剧增加时，可能会 引发食物短缺、栖息地破坏等问题，从而对整个生态系统造成威胁；而当种群数量急剧减少时，也可 能会引发一系列连锁反应，导致整个生态系统的崩溃。
种群数量的变化PPT课件
反馈机制
02
种群数量变化通过反馈机制影响调节因素的作用强度。
种群数量的动态平衡
03
在调节机制的作用下，种群数量在一定范围内波动，实现动态
平衡。
05
人类活动对种群数量变化影响
破坏生态环境导致数量减少
森林砍伐和城市化进程 大规模的森林砍伐和城市化建设导致野生动植物栖息地丧 失，食物链断裂，从而使种群数量减少。
增长特点
种群数量呈指数形式增长， 即每个个体都有相等的繁 殖机会，且后代数量不受 限制。
公式表示
Nt=N0ert，其中Nt为t时 间后的种群数量，N0为初 始种群数量，r为增长率， t为时间。
逻辑斯蒂增长模型
假设条件
考虑到食物、空间等资源 的有限性，以及种群内部 和种群之间的竞争。
增长特点
种群数量先呈指数增长， 后受到环境阻力的影响， 增长速度逐渐减慢，最终 趋于稳定。
03
种群波动与周期性变化
种群波动现象及原因
01
02
03
04
气候因素
温度、湿度、降雨量等气候因 子的周期性变化，直接影响生
物的繁殖、生长和死亡。
食物供应
食物资源的丰富度和可获得性 是影响种群数量波动的重要因
素。
天敌和竞争
天敌的数量和竞争者的存在对 种群数量产生直接或间接的影
响。
疾病和寄生虫
疾病和寄生虫的爆发往往导致 种群数量的急剧下降。
对数据进行清洗、筛选和转换等预处理操作，以消除异常值和噪声 干扰。
数学模型构建和分析
模型选择
根据研究目的和数据特点，选择 合适的数学模型，如指数增长模
型、逻辑斯蒂增长模型等。
模型拟合
利用收集到的数据对模型进行拟 合，估计模型参数。
第四章第二节_种群数量的变化
环境阻力
自然条件（现实状态）——食物等资源和 空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者 数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死 亡率增高。 当出生率与死亡率相等时，种群的增长就 会停止，有时会稳定在一定的水平。
高斯的实验
在0.5mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24小 时统计一次大草履虫的数量，得出下图所示结果。
总结
K值是环境最大 容纳量。
环境阻力也就是 通过生存斗争淘 汰的个体。
应用
怎样做才是保护大熊猫的根本措施？
建立自然保 护区，改善大熊 猫的栖息环境， 提高环境容纳量。
应用
为了保护鱼类资源不受破坏，并能持 续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种 群数量保持在什么水平?为什么？
应用
对家鼠等有害动物的控制，应当采取什 么措施？ 从环境容纳量的角度看，能得到什 么启发？
“J “型曲线的“增长率和增长速率和时间的关系曲线”
“S“型曲线的“增长率和增长速率和时间的关系曲线”
注：t1时，种群数量为K/2；t2时为K。
三、 种群增长的“S”型曲线
种 群 数 量
K值
时间
自然条件下种群数量增长曲线
K值，停止增长
大于K/2 ，增长减慢
K/2
K值：一定空间 中所能维持的种 群最大数量称为 环境容纳量。
K/2 ，增长速率最快
小于K/2 ，增长加快 ★同一种群的K值 不是固定不变的， 会受到环境的影响。 ★ N=K/2，种群增 长率最大 。
草履虫
三、种群增长的“S”型曲线
“ Ｓ”型增长的数学模型
1、模型假设
产生条件：存在环境阻力，自然条件（现实状态）——食物等 资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断 增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高。
种群特征及种群数量变化
种群特征及种群数量变化种群特征是指一个生物种群在数量、分布、结构和组成等方面的特点。
种群数量变化则指随着时间的推移，种群大小的变化情况。
种群特征及种群数量变化是生态学中重要的研究内容，对于理解生物种群的生物学特性、繁殖行为和生态位等有着重要意义。
种群特征可以通过多种指标来衡量，其中包括种群密度、分布范围、年龄结构、性别比例、遗传多样性和种群健康状况等。
种群密度是指单位面积或体积内物种个体的数量，常用来反映一个地区或生态环境中的种群数量。
分布范围指物种在地理空间上分布的范围，可以通过地理信息系统和遥感技术进行研究。
年龄结构是指不同年龄段个体在种群中的比例分布情况，对于研究种群的生长过程、生命周期和存活率等具有重要意义。
性别比例是指雄性和雌性个体在种群中的比例，对于研究繁殖行为和遗传变异等具有重要作用。
遗传多样性是指个体之间的基因差异程度，对于评估种群状况、自然遗传资源的保护和利用具有重要意义。
种群健康状况是指种群在生长、繁殖和生存等方面的状况，常用于评估生物种群的生态系统服务功能。
种群数量变化是种群特征动态变化的一个重要方面。
一个物种的种群数量随时间的推移会发生波动，这种波动可以由多种因素引起，包括环境因素、生物因素和人为因素等。
环境因素主要包括气候、资源、栖息地和食物等，在不同的环境条件下，种群数量会有所不同。
生物因素包括物种的生长速率、繁殖能力和生存能力等，这些生物因素对于种群数量变化有着重要的影响。
人为因素是人类活动对物种种群数量变化的影响，包括栖息地破坏、过度捕猎、污染和入侵物种等。
人类活动对物种种群数量的影响可以是正面的也可以是负面的，对于保护和管理物种种群具有重要意义。
种群数量变化可以通过多种方法进行研究和监测。
其中常用的方法包括样带法、标记再捕法、人工饲养和生物群落调查等。
样带法是指在一定面积或线条上进行物种排查和统计，用来估算种群密度和分布情况。
标记再捕法是指对一部分个体进行标记然后再次捕获和统计，用来估算种群的总体数量和增长率。
【高中生物】种群数量变化曲线辨析
【高中生物】种群数量变化曲线辨析1种群数量变化的两种曲线模型建立项目j型快速增长曲线s型增长曲线条件在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想状态资源和空间非常有限的实际状态模型假设在理想状态下，种群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。
①存有一个环境条件所容许的种群数量的最小环境容纳量k值非常有限，种群数量达至k时,种群将不再快速增长。
②环境条件对种群快速增长的迟滞促进作用,随着种群密度的减少而逐渐地按比例地减少。
模型创建【马尔萨斯模型：指数式增长】t年后种群数量为：nt＝n0λt【罗捷斯蒂克模型：k为环境的容纳量】其分成五个时期：潜伏期──个体太少，快速增长快；快速期──个体减少，快速增长慢；转折期──个体数达至k/2，增长速度最快；减速期──个体数少于k/2，增长速度减缓；饱和状态期──种群个体达至k值饱和状态。
2种群增长率与增长速率种群增长率就是指单位时间种群快速增长数量，种群增长率＝出生率d死亡率＝（长大数－死亡数）/（单位时间×单位数量）。
从个体的角度通常认知为每员增长率，即为看看种群中每个个体的快速增长情况：“j”型快速增长曲线，种群生活在无穷环境下，每员增长率与种群密度毫无关系，因而维持维持不变；“s”型快速增长曲线，种群生活在非常有限环境下，随着种群密度的下降，个体间对非常有限空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将激化，以该种群杂食的捕食者的数量也可以减少，这就可以并使种群的出生率减少，死亡率升高，从而并使种群数量的增长率上升。
种群中每减少一个个体利用了1/k的空间,若种群中存有n个个体，就利用了n/k的空间，而供种群稳步快速增长的空间就只有(1-n/k)了。
运用音速的思维，如果种群数量n吻合0，那么1－n/k就吻合1，种群快速增长就吻合指数快速增长；如果n吻合k，那么1－n/k就吻合0，这意味著种群快速增长的空间极小甚至没。
也就是n越大，快速增长阻力就越大，种群增长率就越大。
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种群数量的变化
1. 教学目标
1.说明建构种群增长模型的方法。
2.通过探究培养液中细菌种群数量的变化,尝试建构种群增长的数学模型。
3.用数学模型解释种群数量的变化。
4.关注人类活动对种群数量变化的影响。
2. 教学重点/难点
教学重点
尝试建构种群增长的数学模型,并据此解释种群数量的变化。
教学难点
建构种群增长的数学模型。
3. 教学用具
4. 教学过程
【导入】
前面大家学习了种群数量和种群密度的调查，那么，种群的数量会一直一直保持不变吗？（学生回答：不会。
）那么，种群数量变化是否会表现一定的规律呢？这就是本堂课我们一起来讨论的问题。
问题探讨
在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。
1．n代细菌数量的计算公式？
2．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
3．在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？
【活动】活动1：细菌数量增长的曲线模型建构
学生独立操作完成图表,相互交流结果。
1.请完成课本第66页细菌数量变化的表格。
2.请根据上述表格中细菌数量,在课本第66页图4—4 坐标轴中绘制细菌种群的增长曲线。
【活动】活动2：细菌数量增长的公式模型建构，推导数学模型构建的一般步骤
细菌每20min分裂一次，问题：细菌数量怎样变化的？
观察研究对象，提出问题
在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响
提出合理的假设
Nn＝２n，Nn 代表细菌数量，n表示第几代
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
通过进一步实验或观察等，
对模型进行检验或修正
【讲授】二、介绍J型增长曲线实例
实例：在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。
在1937－1942年期间，这个种群数量的增长如下图所示。
1.概念：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“Ｊ”型。
2.产生条件：理想状态——食物充足，空间广阔，气候适宜，没有天敌等
3. “J”型增长的数学模型：
(1)模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，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。
N0：该种群的起始数量t：时间Nt：t年后该种群的数量λ：增长的倍数,表示该种群数量是一年前种群数量的倍数
(2)建立模型：t年后种群的数量为：Nt=N0 λt
根据λ可以判断某种群动态：λ＞1种群数量上升，呈“J”型增长；λ=1种群数量稳定不变；0＜λ＜1，种群数量下降；
λ=0，种群没有繁殖，且在下一代灭亡。
【教师活动】:学生展示答案后互评教师小结,自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式,该种群数量增长的数学模型可表示为“J”型曲线,或数学公式: Nt=N0 λt
【讲授】三、“S”型曲线增长
设疑: “J”型增长能一直持续下去吗?后呈现高斯实验
阅读课本P67,完成下列问题:
思考以下问题：
(1)为什么大草履虫第二天、第三天增长较快，而第五天以后数量基本稳定？
(2)高斯的实验条件与“问题探讨”中的条件有何区别？
1.概念：
(1) S”型曲线:种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。
(2)环境容纳量(K值)：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量(K值)。
2.特点：
种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。
3.产生条件：存在环境阻力
自然条件(现实状态)——食物等资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争不断加剧，天敌数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死亡率增高。
种群密度越大环境阻力越大
4.画出时间与增长速率的关系曲线图
小结:培养液只是一个例子,事实上改变温度、生存空间等等因素,都会使种群的K值发生改变,因此K值受到环境条件的影响。
请学生回答：
1、为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?为什么？
2.同一种群的K 值固定不变吗？
3.对大熊猫应采取什么保护措施
4.对家鼠等有害动物的控制，从环境容纳量的角度看，应当采取什么措施？
5.下图为种群在不同环境条件下的增长曲线，据图回答问题。
（1）A 曲线呈 型，表示种群在 环境中的增长。
用达尔文进化理论解释，这是 的结果。
（2）B 曲线呈 型，表示种群在 环境中的增长，阴影部分表示
用达尔文进化理论解释，这是 的结果。
（3）若“S”曲线表示某个鼠群迁入一个新的生态系统
后的增长曲线，达到K 点时，种群的增长率是 ，那么K 表示 （4）根据种群变动的曲线，解释为什么投药灭鼠在短期内能控制鼠害，但很快又会鼠灾泛滥的原因
对此，应采取哪些有效措施? 【讲授】四、种群数量变化及应用
展示根据课本图4-7,引出种群数量变化的另外两个类型:波动和下降。
引导学生讨论影响种群数量波动的因素。
1.影响种群数量变化的因素有哪些
种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。
2.影响结果：大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。
课堂小结
一、建构种群增长模型的方法： 建立数学模型
东亚飞蝗种群数量的波动
课后自测
1．在什么情况下，种群中个体数目会呈指数增长（）
A．当只有食物受到限制时B．当开始环境适合于这一个物种，但后来却不适合时C．只有当捕猎者不存在时D．只有在实验室中的理想条件下
2．一块面包上有一个霉菌，如果在其他条件都适宜的情况下，其数量变化在一天内最可能的是( )
A．“J”型曲线增长B．“S”型曲线增长
C．“J”型或“S”型曲线增长D．无规律增长
3．用酵母菌酿酒，其发酵阶段的主要工艺为：加料(糖化后的米浆)一接种(主要是酵母菌)一通气培养一密封发酵。
图4—17表示从接种到密封前这一阶段酵母菌种群个体数量的变化，其中正确的是( )
4．在自然界中，大多数种群总是处在波动中的原因是( )
A．人类的干扰B．食物的不足
C．多种因素的影响D．环境条件是无限的
5．不适当引入外来物种可能会使该物种大量繁殖，导致严重危害，例如某些害虫。
下面哪种情况可能和外来物种的大量繁殖无关( )
A．缺乏天敌B．食物丰富
C．气候适宜D．对本地物种没有影响
6．右图为迁入一个新建的小牧场内的鼠群的生长曲线图。
试分析曲线中食物最有可能成为限制鼠群繁殖速度的一段是（）
A．CB段B．DE段C．EF段D．BD段
7．下列关于种群数量的叙述中错误的是（）
A．种群的增长一般呈“J”型曲线
B．种群的增长一般呈“S”型曲线
C．种群数量的变化包括：增长、波动、稳定、下降等
D．种群的变化主要取决于迁入、迁出、出生率、死亡率等
8.下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是
A、通常自然界中的种群增曲线最终呈S型
B、达到K值时种群增长率为零
C、种群增长受自身密度的影响
D、种群的增长速度逐步降低
教学反思：。