① 2,种群的数量是怎样变化的
种群中一些简单的、具有典型性的动态变化可以用数学模型衡量,常见的有两种
指数增长("J"型增长)
指数增长模型的提出者是着名人口学家托马斯·马尔萨斯(T.Maithus),他认为种群数量的增长不是简单的相加关系,而是成倍地增长;后来,生物学家查尔斯·罗伯特·达尔文(C.R.Darwin)通过对大象种群的研究再次确认了这一增长模式[3]。这种客观存在的增长模式表明,所有种群都有爆炸式增长的能力[1]。
指数增长的函数式是指数方程,变量为时间t,常数为种群密度增长的倍数。这一增长模式没有上限,完全的指数增长只存在于没有天敌、食物与空间绝对充足(以至于没有种内斗争)的理想情况,实际生活中,培养皿中刚接种的细菌、入侵生物(例如凤眼莲)、蓝藻爆发时,种群会在相当一段时间内进行指数增长,随后则趋于稳定或大量死亡。
逻辑斯蒂增长("S"型增长)
主条目:逻辑斯蒂增长模型
指数增长是一种过于理想的情况,许多生物在指数增长一段时间后,数量会维持稳定,这可以用另一个数学模型进行描述。
试验结果
实例:俄罗斯生态学家G.W.高斯(G.W.Gaose)曾进行试验,在0.5ml培养液中放入5个大草履虫,每24h统计一次该种群的种群密度,结果见右图,由图可知,大草履虫在进行了快速的增长后,稳定在75只(K值)这个数量上。[1]
逻辑斯蒂增长模型能更好地指导人为的种群调节。
环境容纳量(carrying capacity)
进行逻辑斯蒂增长的种群在数量上,存在一个上限,这个上限就被称为环境容纳量,简记“K值”,代表在环境在不受到破坏的情况下对该种群最大承载量,或该种群在该环境的最大数量。一个种群在种群密度为K/2时,增长率最快,这可以指导经济生物的采集,让种群密度始终控制在K/2的范围内,“多余”的进行采集,可以让经济生物保持最快的增长。[1]
自然增长与下降
自然界中,一个种群的数量变化并不是只增不减,也未必完全符合上述数学模型,其数量变化有一些基本特性
周期性变化
①季节性变化
一般具有季节性生殖的种类,种群密度的最大值常落在一年中最后一次繁殖之后,以后繁殖停止,种群因只有死亡而无生殖,故种群密度下降,这种下降一直持续到下一年繁殖季节的开始,这时是种群数量最低的时期,由此出现季节性的变化。
实例:在欧亚大陆寒带地区,许多小型鸟兽,通常由于冬季停止繁殖,到春季开始繁殖前,其种群数量最低。到春季开始繁殖后数量一直上升,到秋季因寒冷而停止繁殖以前,其种群数量达到一年的最高峰。体型较大,一年只繁殖一次的动物,如狗獾,旱獭等,其繁殖期在春季,产仔后数量达到高峰,以后由于死亡,数量逐渐降低。
对种群密度有季节性变化的种群做调查时,通常要进行两次。
②年变化
在环境相对稳定的条件下,种子植物及大型脊椎动物的种群密度在较长的时间跨度内呈现周期性变化。例如:常见的乔木如杨、柳每年开花结果一次,其种子数量相对稳定;又如大型有蹄类动物,一般每年产仔1~2个,其种群数量相对稳定。加拿大盘羊36年的种群数量变动,其最高与最低量的比率仅为4.5倍。而美洲赤鹿在20余年冬季数量统计中,其最高量与最低量之比只有1.8倍。
不规则波动
动物中还有一些数量波动很剧烈,但不呈周期性的种类,人们最熟知的是小家鼠。它生活在住宅、农田和打谷场中,据中国科学院的16年统计资料,其年均捕获率波动于0.10~17.57之间,即最高—最低比率为几百倍。又如布氏田鼠也具有不规律的数量变动。其数量最低的年代,平均每公顷只有1.3只鼠,而在数量最高的年份,每公顷可达786只鼠,两者竟差600多倍种群中有出生和死亡,其成员在不断更新之中,但是这种变动都往往围绕着一个平均密度。即种群受某种干扰而发生数量的上升或下降,有重新回到原水平的倾向。这种情况就是动态平衡。
种群的暴发
具不规则或周期性波动的生物都可能出现种群的暴发,赤潮便是此类情况的实例
② 高二生物 根据图片确定种群环境容纳量
要确定K值大小,要明确K值的含义:环境容纳量,即正常情况下生态系统中物种种群维持稳定时数量。明确了这个概念,我们就可以轻易看出:“S”型曲线图中K值即为“S”型的顶端趋于水平时的数量值(多为y轴)。
这……这个很不好说,你可以按y轴最大标注算,有可能是图象不标准。当然,在正规考试中会给你顶端点的数值,你可以不必纠结这个小问题。
③ 如何看种群关系图
解题思路:种间关系判断
解题过程:
1共生
图1中,两条曲线(一实一虚)同时变化到波峰或波谷,表明a、b两种生物数量同时上升,同时下降,呈现出“同生共死”的同步性变化,我们可以认为,生物a和b之间是共生关系。
例如,白蚁与其肠道中的多鞭毛虫的关系便属共生。
白蚁吃木材,但其肠道中却没有消化木纤维的酶;生活在白蚁肠道中的多鞭毛虫能分泌纤维素水解酶,将本质纤维消化分解成糖,这些糖既供多鞭毛虫利用,又为白蚁的生命活动提供能量。如果没有多鞭毛虫,白蚁就会饿死;但若离开白蚁的肠道,多鞭毛虫也无法生存。当白蚁蜕皮时,多鞭毛虫便被从肠道中抛出来,而蜕皮的白蚁则靠吃未蜕皮白蚁的粪便而重新获得多鞭毛虫。
共生是两个物种长期协同进化的结果,即两个物种长期生活在一起,逐渐形成相互适应、不可分离的关系。
2竞争
图2中,开始a、b两种生物数量同时上升,但上升到一定程度后,a种群数量继续上升,而b种群数量因a的上升而同时下降。
这是因为刚开始,食物、空间等资源充足,因此二种群数量同时上升;但当生物数量增加到一定限度时,由于食物、空间等资源的限制,呈现出“你死我活”的同步性变化,生物a和生物b之间是竞争的关系。
例如,有人曾用两种吃细菌的草履虫作实验,一种为双小核草履虫,另一种为大草履虫。若把它们置于同一环境中培养,并限制食物,结果在16天后只剩下双小核草履虫,大草履虫被淘汰了。
据观察,双小核草履虫并没有攻击大草履虫,也没有分泌毒害对方的物质,大草履虫被淘汰,只是由于在食物竞争中遭失败。
两个物种在利用同一资源时,必然会发生竞争。两个物种越相似,其生态要求就重叠得越多,竞争就越激烈。具有完全相同生态要求的两个物种,无法在同一环境中长期共存。
3捕食
图3中,a种群先上升,b种群后上升;a种群先下降,b种群后下降。a种群与b种群的周期性数量波动之间出现了一个“时间差”,呈现“周期波动”的不同步性,但a种群与b种群的变化周期长短基本相同,曲线表示的物种a和物种b之间构成了捕食关系。
先升先降的(a)是被捕食者,后升后降的(b)是捕食者,即b捕食a。
一般地说,被捕食者数量多时,由于食物丰富,捕食者的数量随之而增加,但这种增加最终必然导致被捕食者数量下降。
上述相互作用常使许多捕食者——被捕食者种群出现周期性的数量波动规律,捕食者的数量高峰总出现在被捕食者数量高峰之后。
如北方针叶林中的猞猁和雪兔的数量,就是按照大约每10年一个周期的规律而变动的,寒带荒漠的北极狐和旅鼠则出现了3~4年的周期性振荡。
4寄生
图4中,a种群数量由低起点开始逐渐上升;b种群数量先上升,但当a种群个体达到一定数量时,在较短时间内,b种群突然下降,然后趋于平缓状态。这是典型的寄生关系,且a为寄生物,b为宿主(或寄主)。这是因为寄生物常以寄主的体液、组织或已消化好的食物为食,并经常地或暂时地利用寄主的身体为栖居地,因而往往会阻碍宿主的生长发育,降低其生殖力或身体机能,损害宿主,甚至引起宿主死亡。
例如,寄生蜂(寄生物)一般能用发达的产卵器将卵产于其它昆虫(宿主)的幼虫、蛹或卵中。它们的幼虫孵化后,以食宿主的体液或卵内的营养物质为生,致使宿主死亡或不能繁殖。成熟的幼虫即在宿主内化蛹,羽化成虫才从宿主的残体中钻出。
寄生蜂因能抑制害虫的繁殖,使害虫种群被控制在一个较低水平,故在害虫生物防治上为重要的天敌昆虫。
综上所述,要正确辨析这四种函数图象,其主要依据有两点:
一是从数量上观察种群变化情况;
二是从时间上分析种群变化规律(变化是否同步);
最终答案:略
④ 生物高二知识 种群数量j型曲线 由Nt=N0λt 怎么推出周期增长率为λ-1
这位朋友应该是对λ与增长率分不清楚吧,
λ:从数学的角度看是等比数列的公比,对于种数量的变化时指的就是与前一个繁殖周期(对于大型生物来说常用年来表示)的比值,课本上指出是与前一年数量的倍数。
增长率:是在一年前的基上增加了多少。
从λ来算:第n+1年种群数=第n年种群数*λ(这年可以改成繁殖周期)
从增长率来看:第n+1年种群数=第n年种群数*(1+增长率)(这年可以改成繁殖周期)。
从这两组数据可以看出:周期增长率=λ-1。
⑤ 生物种群的特征和数量变化知识点
生物种群的数量特征有种群密度,年龄组成,性别比例,出生率和死亡率,迁入率和迁出率。种群数量变化特点有增长,波动和下降。
⑥ 关于高二生物种群问题,s型增长模型的增长率图像是怎样的为什么有些书写是不断减少,有些写先增大后减
S型总群的【数量】是现增加然后到达最大值之后就不增加了。
S型总群的【增长率】是写先增大后减少的。
至于那个一直增加的是J型总群的【数量】,J型总群的【增长率】是一直不变的。
【上图为S型总群数量(左)和增长率(右)的变化趋势】
⑦ 高中生物种群数量变化曲线中的增长率和增长速率有什么区别
J型曲线和S型曲线说的都是生物种群数量变化,
见图:
增长率:增长率是指单位时间内种群数量变化率,即种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率。
增长率=(现有个体数-原有个体数)/原有个体数=出生率—死亡率=(出生数-死亡数)/(单位时间×单位数量)。在“J”型曲线增长的种群中,增长率保持不变;而在“S”型增长曲线中增长率先越来越大,后越来越小。
增长速率:增长速率是指单位时间种群增长数量。
增长速率=(现有个体数-原有个体数)/增长时间=(出生数-死亡数)/单位时间]。种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率,不论是“J”型曲线还是“S”型曲线上的斜率总是变化着的。在“J”型曲线增长的种群中,增长速率是逐渐增大。在“S”型曲线增长的种群中,“增长速率”是该曲线上“某点”的切线的斜率,斜率越大,增长速率就越大,且斜率最大时在“1/2K”。之后增长变慢,增长速率是逐渐减小。在“S”曲线到达K值时,增长速率就为0.