種群增長曲線在生產(chǎn)生活中的應用舉例

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高二 來源: 高中學習網(wǎng)

種群數(shù)量的增長曲線有S型和J型。在理想條件下呈J型增長,在有限制條件的情況下呈S型增長。J型增長無最大值,數(shù)量無限增長;S型增長有K值(也就是環(huán)境容納量)和1/2K值。本文就舉例談談種群增長曲線在生產(chǎn)生活中的應用。

 

1  增長速率和增長率

 

種群增長速率是指種群在單位時間內(nèi)增加的個體數(shù)量,其計算公式為:增長速率 =(現(xiàn)有個體數(shù)-原有個體數(shù))/增長時間,單位可以用“個/年”表示。

 

種群增長率指種群在一段時間內(nèi)種群數(shù)量增加的部分占初始數(shù)的比例,其計算公式為:增長率 =(現(xiàn)有個體數(shù)-原有個體數(shù))/原有個體數(shù)。

 

2  J型曲線和S型曲線增長速率和增長率的變化

 

增長率=(Nt+1―Nt)÷Nt=(出生數(shù)―死亡數(shù))÷Nt=出生數(shù)÷Nt―死亡數(shù)÷Nt=出生率―死亡率。在有限的環(huán)境中,隨著種群數(shù)量的增加,導致環(huán)境阻力增加,出生率會逐漸減小,而死亡率逐漸增加。所以J型曲線的增長率不變,等于λ-1,S型曲線,種群增長率下降。

 

 “J”型曲線的增長速率(曲線的斜率)增大,“S”型曲線增長速率先增大后減小, K/2時達最大值。

 

3  種群增長曲線在生產(chǎn)生活中的應用

 

3.1  K值應用

 

3.3.1  保護野生生物資源

 

保護野生生物生活的環(huán)境,減小環(huán)境阻力。也就是說,保護野生生物資源最根本有效的措施是增大環(huán)境容納量,即K值。

 

3.3.2  對有害生物的防治

 

增大環(huán)境阻力,如,對家鼠等有害動物的控制,可以采取器械捕殺、藥物捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度思考,可以采取措施降低有害動物種群的環(huán)境容納量,如將食物儲藏在安全處,斷絕或減少它們的食物來源;室內(nèi)采取硬化地面等措施,減少它們挖造巢穴的場所;養(yǎng)殖或釋放它們的天敵,等等。也即是說,對有害生物的防治最有效的措施是降低環(huán)境容納量。

 

3.3.3  指導人類計劃生育

 

無論局部地區(qū),還是全國乃至全球,人口的環(huán)境容納量都是有限的。人口眾多對于我國的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)產(chǎn)生了沉重的壓力。我國在發(fā)展中遇到的困難和問題,許多都與人口眾多有直接的關系。正因為人口的環(huán)境容納量是有限的所以可以指導人類進行計劃生育,限制人口的無限增多,即控制人口的總數(shù)。當然,關于人的問題,不能像普通的動物一樣去處理。

 

例1.當種群數(shù)量達到K值時,可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是(    )


  A.生態(tài)因素對該種群的影響沒有作用      B.種群的增長率保持穩(wěn)定 


  C.出生率再也不會超過死亡率                D.食物將不再是限制種群發(fā)展的因素

 

解析:種群達到K值后, 由于環(huán)境阻力的增大(空間壓力、食物不足、天敵增多等)會導致死亡率上升,出生率下降,種群數(shù)量將在K值上下波動。此時的出生率等于死亡率,增長率為零。

 

答案:B

 

例2.在種群“S”型增長曲線的數(shù)學模型中,K值不是相對穩(wěn)定的,下列條件會使種群K值增加的是(   。


  A、地面進行硬化后的家鼠        B、干旱環(huán)境中的東亞飛蝗
  

C、引入北極狐的旅鼠                 D、干旱環(huán)境中的大熊貓

 

解析:在一定的環(huán)境條件下,K值是相對穩(wěn)定的,而不是固定不變的,可以上下波動,但不會變化太大。另外在改變資源和空間的情況下,K值是會改變的。在干旱環(huán)境中有利于飛蝗大量繁殖,所以K值會增大。

 

答案:B

 

例3.下面是反映人與環(huán)境關系的三種模式圖(如圖所示),請分析下列對“環(huán)境容納量”的理解錯誤的是(   )

 

 

A.環(huán)境容納量是指生態(tài)系統(tǒng)對人口的承載能力

 

B.隨著生產(chǎn)的發(fā)展,環(huán)境容納量在不斷加大

 

C.人類可以局部地改造環(huán)境,但卻不能使人口數(shù)量超越環(huán)境容納量

 

D.生物圈的穩(wěn)態(tài)是人類生存的前提和人類改造自然的基礎

 

答案:B

 

3.2  1/2K值的應用

 

3.2.1  資源開發(fā)和利用

 

種群數(shù)量達環(huán)境容納量的一半時,種群的增長速率最大,再生能力最強。維持被開發(fā)資源的種群數(shù)量在1/2K值處,可實現(xiàn)既有較大收獲量又可保持種群高速增長,從而不影響種群再生,符合可持續(xù)發(fā)展的原則。比如捕魚時,要使捕后的剩余量留在1/2K,使魚一直處于增長最快,所以捕撈的時候應在種群數(shù)量大于1/2K時開始,使剩余量在1/2K。如果想一次獲得最大捕獲量,那么要在K值時捕撈,使剩余量在1/2K。

 

3.2.2  有害生物的防治

 

1/2K時,種群的增長速率最大。所以一次殺害蟲只殺一半,可能適得其反,殺害蟲時要使剩余量小于1/2K,并且越少越好。

 

例4.為了保護魚類資源不受破壞,并能持續(xù)地獲得最大捕魚量,根據(jù)種群增長的“S”型曲線,應使被捕魚群的種群數(shù)量保持在K/2水平,這是因為在這個水平上(  。
  

A.種群數(shù)量相對穩(wěn)定           B.種群增長量最大
  

C.種群數(shù)量最大                D.環(huán)境條件所允許的種群數(shù)量
   

 解析:在“S”型增長曲線中增長速率先增大后減小,由于K/2時的增長速率達到最大值,所以其增長量也就最大。

 

答案:B

 

例5.種群在理想環(huán)境中,呈“J”型曲線增長(如圖中甲);在有環(huán)境阻力條件下,呈“S”型曲線增長(如圖中乙)。下列有關種群增長曲線的敘述,正確的是(   )

 

A.若該圖表示草履蟲種群增長曲線,當種群數(shù)量達到e點后,增長速率為0

 

B.種群中出現(xiàn)環(huán)境阻力是在d點之后

 

C.若該圖表示蝗蟲種群增長曲線,則蟲害的防治應在c點之后

 

D.K值是環(huán)境的最大容納量,不隨環(huán)境的變化而變化

 

解析:從圖中還可以看出陰影部分代表環(huán)境阻力,環(huán)境阻力出現(xiàn)是在出現(xiàn)陰影之后;若該圖表示蝗蟲種群增長曲線,則蟲害防治應在c點之前,并且越早越好;K值會隨環(huán)境變化而變化;當種群數(shù)量達到e點后,即達到K值,所以增長速率為0。

 

答案:A

 

例6.右圖表示某物種遷入新環(huán)境后,種群增長速率隨時間的變化關系。在第10年時經(jīng)調(diào)查該種群數(shù)量為200只,估算該種群在此環(huán)境中的環(huán)境負荷量約為(   )

 

A.100只      B.200只    C.300只      D.400只

 

解析:題中縱坐標為種群增長速率,所以第10年時增長速率最大,相當于S型曲線的K/2的水平,所以環(huán)境容納量為2×200=400。

 

答案:D

 

例7.研究種群數(shù)量的變化規(guī)律,對于野生資源的利用和保護有重要意義,下圖是某海域野生魚類在實施了休漁保護后的種群增長曲線,下列說法錯誤的是(   )

 

A.為了獲得最大捕撈量,捕撈后種群數(shù)量應該保持在b點附近范圍所代表的水平上

 

B.該種群增長速率最快點是b點,環(huán)境阻力最大是在8年以后

 

C.休漁能夠很好的促進該種群數(shù)量的恢復,使該種群數(shù)量持續(xù)增長

 

D.適當?shù)牟稉朴欣谠擊~類更新,有利于該種群的生存

 

解析:該圖為種群增長的“S”型曲線。從圖中分析可知:第8年該種群數(shù)量不再增長,種群數(shù)量達環(huán)境容納量的最大值,此時環(huán)境阻力最大。在b點處,種群數(shù)量達到環(huán)境容納量的一半,個體數(shù)量增長最快,種群增長速率最大。適當?shù)牟稉瓶梢詫⒛挲g較大,生存力弱的個體淘汰,為幼魚提供更多的食物和生存空間,所以有利于該種群的生存。休漁可以促使種群數(shù)量恢復,但不能使種群數(shù)量持續(xù)增長,因為有環(huán)境條件等的限制。

 

答案:C


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