① 2,種群的數量是怎樣變化的
種群中一些簡單的、具有典型性的動態變化可以用數學模型衡量,常見的有兩種
指數增長("J"型增長)
指數增長模型的提出者是著名人口學家托馬斯·馬爾薩斯(T.Maithus),他認為種群數量的增長不是簡單的相加關系,而是成倍地增長;後來,生物學家查爾斯·羅伯特·達爾文(C.R.Darwin)通過對大象種群的研究再次確認了這一增長模式[3]。這種客觀存在的增長模式表明,所有種群都有爆炸式增長的能力[1]。
指數增長的函數式是指數方程,變數為時間t,常數為種群密度增長的倍數。這一增長模式沒有上限,完全的指數增長只存在於沒有天敵、食物與空間絕對充足(以至於沒有種內斗爭)的理想情況,實際生活中,培養皿中剛接種的細菌、入侵生物(例如鳳眼蓮)、藍藻爆發時,種群會在相當一段時間內進行指數增長,隨後則趨於穩定或大量死亡。
邏輯斯蒂增長("S"型增長)
主條目:邏輯斯蒂增長模型
指數增長是一種過於理想的情況,許多生物在指數增長一段時間後,數量會維持穩定,這可以用另一個數學模型進行描述。
試驗結果
實例:俄羅斯生態學家G.W.高斯(G.W.Gaose)曾進行試驗,在0.5ml培養液中放入5個大草履蟲,每24h統計一次該種群的種群密度,結果見右圖,由圖可知,大草履蟲在進行了快速的增長後,穩定在75隻(K值)這個數量上。[1]
邏輯斯蒂增長模型能更好地指導人為的種群調節。
環境容納量(carrying capacity)
進行邏輯斯蒂增長的種群在數量上,存在一個上限,這個上限就被稱為環境容納量,簡記「K值」,代表在環境在不受到破壞的情況下對該種群最大承載量,或該種群在該環境的最大數量。一個種群在種群密度為K/2時,增長率最快,這可以指導經濟生物的採集,讓種群密度始終控制在K/2的范圍內,「多餘」的進行採集,可以讓經濟生物保持最快的增長。[1]
自然增長與下降
自然界中,一個種群的數量變化並不是只增不減,也未必完全符合上述數學模型,其數量變化有一些基本特性
周期性變化
①季節性變化
一般具有季節性生殖的種類,種群密度的最大值常落在一年中最後一次繁殖之後,以後繁殖停止,種群因只有死亡而無生殖,故種群密度下降,這種下降一直持續到下一年繁殖季節的開始,這時是種群數量最低的時期,由此出現季節性的變化。
實例:在歐亞大陸寒帶地區,許多小型鳥獸,通常由於冬季停止繁殖,到春季開始繁殖前,其種群數量最低。到春季開始繁殖後數量一直上升,到秋季因寒冷而停止繁殖以前,其種群數量達到一年的最高峰。體型較大,一年只繁殖一次的動物,如狗獾,旱獺等,其繁殖期在春季,產仔後數量達到高峰,以後由於死亡,數量逐漸降低。
對種群密度有季節性變化的種群做調查時,通常要進行兩次。
②年變化
在環境相對穩定的條件下,種子植物及大型脊椎動物的種群密度在較長的時間跨度內呈現周期性變化。例如:常見的喬木如楊、柳每年開花結果一次,其種子數量相對穩定;又如大型有蹄類動物,一般每年產仔1~2個,其種群數量相對穩定。加拿大盤羊36年的種群數量變動,其最高與最低量的比率僅為4.5倍。而美洲赤鹿在20餘年冬季數量統計中,其最高量與最低量之比只有1.8倍。
不規則波動
動物中還有一些數量波動很劇烈,但不呈周期性的種類,人們最熟知的是小家鼠。它生活在住宅、農田和打穀場中,據中國科學院的16年統計資料,其年均捕獲率波動於0.10~17.57之間,即最高—最低比率為幾百倍。又如布氏田鼠也具有不規律的數量變動。其數量最低的年代,平均每公頃只有1.3隻鼠,而在數量最高的年份,每公頃可達786隻鼠,兩者竟差600多倍種群中有出生和死亡,其成員在不斷更新之中,但是這種變動都往往圍繞著一個平均密度。即種群受某種干擾而發生數量的上升或下降,有重新回到原水平的傾向。這種情況就是動態平衡。
種群的暴發
具不規則或周期性波動的生物都可能出現種群的暴發,赤潮便是此類情況的實例
② 高二生物 根據圖片確定種群環境容納量
要確定K值大小,要明確K值的含義:環境容納量,即正常情況下生態系統中物種種群維持穩定時數量。明確了這個概念,我們就可以輕易看出:「S」型曲線圖中K值即為「S」型的頂端趨於水平時的數量值(多為y軸)。
這……這個很不好說,你可以按y軸最大標注算,有可能是圖象不標准。當然,在正規考試中會給你頂端點的數值,你可以不必糾結這個小問題。
③ 如何看種群關系圖
解題思路:種間關系判斷
解題過程:
1共生
圖1中,兩條曲線(一實一虛)同時變化到波峰或波谷,表明a、b兩種生物數量同時上升,同時下降,呈現出「同生共死」的同步性變化,我們可以認為,生物a和b之間是共生關系。
例如,白蟻與其腸道中的多鞭毛蟲的關系便屬共生。
白蟻吃木材,但其腸道中卻沒有消化木纖維的酶;生活在白蟻腸道中的多鞭毛蟲能分泌纖維素水解酶,將本質纖維消化分解成糖,這些糖既供多鞭毛蟲利用,又為白蟻的生命活動提供能量。如果沒有多鞭毛蟲,白蟻就會餓死;但若離開白蟻的腸道,多鞭毛蟲也無法生存。當白蟻蛻皮時,多鞭毛蟲便被從腸道中拋出來,而蛻皮的白蟻則靠吃未蛻皮白蟻的糞便而重新獲得多鞭毛蟲。
共生是兩個物種長期協同進化的結果,即兩個物種長期生活在一起,逐漸形成相互適應、不可分離的關系。
2競爭
圖2中,開始a、b兩種生物數量同時上升,但上升到一定程度後,a種群數量繼續上升,而b種群數量因a的上升而同時下降。
這是因為剛開始,食物、空間等資源充足,因此二種群數量同時上升;但當生物數量增加到一定限度時,由於食物、空間等資源的限制,呈現出「你死我活」的同步性變化,生物a和生物b之間是競爭的關系。
例如,有人曾用兩種吃細菌的草履蟲作實驗,一種為雙小核草履蟲,另一種為大草履蟲。若把它們置於同一環境中培養,並限制食物,結果在16天後只剩下雙小核草履蟲,大草履蟲被淘汰了。
據觀察,雙小核草履蟲並沒有攻擊大草履蟲,也沒有分泌毒害對方的物質,大草履蟲被淘汰,只是由於在食物競爭中遭失敗。
兩個物種在利用同一資源時,必然會發生競爭。兩個物種越相似,其生態要求就重疊得越多,競爭就越激烈。具有完全相同生態要求的兩個物種,無法在同一環境中長期共存。
3捕食
圖3中,a種群先上升,b種群後上升;a種群先下降,b種群後下降。a種群與b種群的周期性數量波動之間出現了一個「時間差」,呈現「周期波動」的不同步性,但a種群與b種群的變化周期長短基本相同,曲線表示的物種a和物種b之間構成了捕食關系。
先升先降的(a)是被捕食者,後升後降的(b)是捕食者,即b捕食a。
一般地說,被捕食者數量多時,由於食物豐富,捕食者的數量隨之而增加,但這種增加最終必然導致被捕食者數量下降。
上述相互作用常使許多捕食者——被捕食者種群出現周期性的數量波動規律,捕食者的數量高峰總出現在被捕食者數量高峰之後。
如北方針葉林中的猞猁和雪兔的數量,就是按照大約每10年一個周期的規律而變動的,寒帶荒漠的北極狐和旅鼠則出現了3~4年的周期性振盪。
4寄生
圖4中,a種群數量由低起點開始逐漸上升;b種群數量先上升,但當a種群個體達到一定數量時,在較短時間內,b種群突然下降,然後趨於平緩狀態。這是典型的寄生關系,且a為寄生物,b為宿主(或寄主)。這是因為寄生物常以寄主的體液、組織或已消化好的食物為食,並經常地或暫時地利用寄主的身體為棲居地,因而往往會阻礙宿主的生長發育,降低其生殖力或身體機能,損害宿主,甚至引起宿主死亡。
例如,寄生蜂(寄生物)一般能用發達的產卵器將卵產於其它昆蟲(宿主)的幼蟲、蛹或卵中。它們的幼蟲孵化後,以食宿主的體液或卵內的營養物質為生,致使宿主死亡或不能繁殖。成熟的幼蟲即在宿主內化蛹,羽化成蟲才從宿主的殘體中鑽出。
寄生蜂因能抑制害蟲的繁殖,使害蟲種群被控制在一個較低水平,故在害蟲生物防治上為重要的天敵昆蟲。
綜上所述,要正確辨析這四種函數圖象,其主要依據有兩點:
一是從數量上觀察種群變化情況;
二是從時間上分析種群變化規律(變化是否同步);
最終答案:略
④ 生物高二知識 種群數量j型曲線 由Nt=N0λt 怎麼推出周期增長率為λ-1
這位朋友應該是對λ與增長率分不清楚吧,
λ:從數學的角度看是等比數列的公比,對於種數量的變化時指的就是與前一個繁殖周期(對於大型生物來說常用年來表示)的比值,課本上指出是與前一年數量的倍數。
增長率:是在一年前的基上增加了多少。
從λ來算:第n+1年種群數=第n年種群數*λ(這年可以改成繁殖周期)
從增長率來看:第n+1年種群數=第n年種群數*(1+增長率)(這年可以改成繁殖周期)。
從這兩組數據可以看出:周期增長率=λ-1。
⑤ 生物種群的特徵和數量變化知識點
生物種群的數量特徵有種群密度,年齡組成,性別比例,出生率和死亡率,遷入率和遷出率。種群數量變化特點有增長,波動和下降。
⑥ 關於高二生物種群問題,s型增長模型的增長率圖像是怎樣的為什麼有些書寫是不斷減少,有些寫先增大後減
S型總群的【數量】是現增加然後到達最大值之後就不增加了。
S型總群的【增長率】是寫先增大後減少的。
至於那個一直增加的是J型總群的【數量】,J型總群的【增長率】是一直不變的。
【上圖為S型總群數量(左)和增長率(右)的變化趨勢】
⑦ 高中生物種群數量變化曲線中的增長率和增長速率有什麼區別
J型曲線和S型曲線說的都是生物種群數量變化,
見圖:
增長率:增長率是指單位時間內種群數量變化率,即種群在單位時間內凈增加的個體數占個體總數的比率。
增長率=(現有個體數-原有個體數)/原有個體數=出生率—死亡率=(出生數-死亡數)/(單位時間×單位數量)。在「J」型曲線增長的種群中,增長率保持不變;而在「S」型增長曲線中增長率先越來越大,後越來越小。
增長速率:增長速率是指單位時間種群增長數量。
增長速率=(現有個體數-原有個體數)/增長時間=(出生數-死亡數)/單位時間]。種群增長速率就是曲線上通過每一點的切線斜率,不論是「J」型曲線還是「S」型曲線上的斜率總是變化著的。在「J」型曲線增長的種群中,增長速率是逐漸增大。在「S」型曲線增長的種群中,「增長速率」是該曲線上「某點」的切線的斜率,斜率越大,增長速率就越大,且斜率最大時在「1/2K」。之後增長變慢,增長速率是逐漸減小。在「S」曲線到達K值時,增長速率就為0.