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中国水利网宁波

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中国水利网宁波 宁波市水利局
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《中国水利网》宁波、昆明、武汉等地,人躺在 铺满水葫芦的湖面上,可以不沉;上海去年3万吨 的水葫芦打捞量,今年已翻了3倍有余,上升至10 万吨;水葫芦所带来的水体富营养化,让越来越多 的水中生物痛失“家园”。 《国家地理》在几百年前,金丝猴在许多地 区广泛分布,人口的增加和山林的破坏使金丝猴 的分布区越来越小。现在,黔金丝猴的数量只有 500~600只,处于濒危状态,只在贵州省的梵净 山区生存。滇金丝猴生活在云南西北部、西藏东 南端及四川西部长江上端金沙江上游的高山中, 数量不到2000只,也处境濒危。 v怎样建构种群数量增长的模型? v种群的数量是怎样变化的? v哪些因素会影响种群数量的变化? v如何利用种群数量的变化规律为生产 实际所用? 数学模型:是用来描述一个系统或 它的性质的数学形式。 大肠杆菌 一、建构种群增长模型 培养大肠杆菌的培养基 一、建构种群增长模型 思考: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 时间时间 分钟钟 20406080100120140160180 细细菌 数量 (2)根据上表,写出n代细菌数量的计算公式。 (1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时 间的数量: 一、建构种群增长模型 (3)将数学公式(N=2n)变为曲线图 曲线图与数学方程式比较,有哪些优缺点? 直观, 但不够精确。 一、建构种群增长模型 思考: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 数学模型:用来描述一个系统或它的性质的数学形式 . 建立数学模型一般包括以下步骤: 观察研究对象, 提出问题 提出合理的假设 通过进一步的实验或观察等 ,对模型进行检验或修正 根据实验数据,用适 当的数学形式对事物 的性质进行表达 细胞每20min分裂一次 资源空间无限多,细菌种群 的增长不受种群密度增加的 影响 N Nn n =2=2 n n 观察、统计细菌数量 ,对自己所建立的模 型进行检验或修正 细菌的数量/个 理想条件下细菌数 量增长的推测:自然 界中有此类型吗? 二、种群增长的“J”型曲线 1859年,24只野兔 6亿只以上的野兔 近100年后 实例1:澳大利亚野兔 实例2:凤眼莲 绘出上述实例中相关生物的增长曲线示意图 讨论1:出现这种增长的原因有哪些? “J”型增长的数学模型 1、模型假设: 理想状态——食物充足,空间不限,气候适宜 ,没有敌害等; (N0为起始数量, t为时间,Nt表示t年后该种群的数 量,λ为年均增长率.) 2、种群 “J”型增长的数学模型公式: Nt=N0 λt 种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年是 第一年的λ倍。 [例]生态学家高斯的实验: 种群经过一定时间的 增长后,数量趋于稳数量趋于稳 定的增长定的增长曲线,称为 “S”型曲线. 大草履虫种群的增长曲线 讨论2:大草履虫的 增长呈“S”型曲线 的原因有哪些? 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。 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。 三、种群增长的“S”型曲线 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。 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。 三、种群增长的“S”型曲线 讨论4:从环境容纳量(K值)的角度思考: (1)对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施? (2)对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么 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。 可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量, 如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物 来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造 巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。 三、种群增长的“S”型曲线 种群数量 种群增长的“J”型曲线 (在理想状态下的种群增长) 种群增长的“S”型曲线 (在有限环境下的种群增长) 大多数种群的数量总是在波动之中的, 四、种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动 在不利条件之下,还会急剧下降,甚至灭亡 课后调查:长江流域,近百年有多少物种消 失或濒临灭绝?同时探究在其背后的原因。 在Faroe Islands上, 捕鲸现场成了血的海洋 例:我国自1393-1990年以来人口统 计数据如下: 绘出上述时间内我国人口数量变化的 曲线示意图。 按照此曲线发展下去将会出现怎样的 状况? 鉴于我国人口的现状应当采取什 么措施? 年份1393157817641849192819821990 亿亿0.60.62.04.14.710.3 11.6 我国人口的调节: v总方针——控制人口的增长,提高人口 的素质; v目标——2000前力争把中国平均人口自 然增长率控制在12.5‰内,期望本世纪 中叶稳定在15~16亿; v措施——坚持优生优育,计划生育;扫 除青壮年文盲,实行九年制义务教育。 苍鹭的保护 云豹的保护 野猪的保护 救护被困的鲸鱼 全力防蝗减灾 v有利于野生生物资源的合理利用及保护。 v通过研究种群数量变动规律,为害虫的预 测及防治提供科学依据。 v为引进外来物种提供理性的思考。 v…… 研究种群数量变化有何意义?
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