实验室内短时间培养某种微生物,该生物的种群数量一般属于哪一种增长 类型?对于一个自然种群来讲,种群数量增长属于什么类型? 提示:由于实验室内短时间培养,能提供足够的营养、空间,且不存在天 敌,所以种群一般呈现“J”型增长。对于一个自然种群来讲,由于生存环境有 限,随着种群密度的上升,个体间对有限的空间、食物和其他生活条件的种 内竞争必将加剧,以该种群为食的捕食者的数量也会增加,从而使该种群的 出生率降低,死亡率增高,当出生率和死亡率基本相等时,即种群达到最大数 量称为环境容纳量(K 值)。种群呈现“S”型增长。
二、种群增长曲线的比较
“J”型曲线 理想状态: ①食物、空间条件充裕; ②气候适宜; ③没有敌害、疾病 种群数量以一定的倍数连 续增长 无K值 “S”型曲线 现实状态: ①食物空间有限; ②各种生态因素综合作用 种群数量达到环境容纳量 K 值 后,将在 K 值上下保持相对稳定 有K值
产生条件
特点 环境容纳 量(K 值)
二、种群数量的波动和下降
在自然界,影响种群数量的因素有很多,如气候、食物、天敌、传染病 等。因此,大多数种群的数量总是在波动中;在不利的条件下,种群数量还会 急剧下降,甚至消亡。
一、建构数学模型的方法
数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。下面以建构种群增 长模型为例解释建立数学模型的一般步骤。 第一步,观察研究对象,提出问题。如通过大量观察和实验,发现细菌每 20 min 分裂一次。 第二步,提出合理的假设。 例如,根据上述现象提出假设,“细菌以指数函 数增长”,可进一步引申为“在资源和空间无限多的环境中,细菌种群的增长 不会受种群密度增加的影响”。提出合理的假设是数学模型成立的前提条 件,假设不同,所建立的数学模型就不同。 第三步,根据实验数据,用适当的数学形式进行表达,也就是把数学形式 作为语言来描述一个事实或其规律。 例如,细菌增长的数学模型表达形式为 “Nt=N0· 2t,(Nt 代表 t 代后细菌数量,N0 代表细菌种群起始数量,t 表示第 t 代)”, 也可以用更直观的曲线图表示。 第四步,通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正。例如,再次 实验,观察统计细菌数量变化,对已建模型进行检验或修正。
