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生态学

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比较种群指数增长模型和逻辑斯谛增长模型,举例说明指数增长模型在人口预测上的应用价值。

正确答案: 指数式增长模型:在无限的环境中,即环境中空间、食物资源是无限的,种群增长不随种群密度而变化,数量迅速增加,呈现指数增长,称为指数增长规律。又称为与密度无关的增长,或非密度制约性增长。分为种群离散增长模型和种群连续增长模型
指数增长规律的假定:
1)种群的增长是无限的
2)世代不重叠
3)种群无迁入和迁出
4)没有年龄结构
实例:
1)温箱中培养的细菌的种群增长;
2)很多昆虫的种群增长;
3)某些小啮齿类动物的种群增长;
4)人口的的种群增长。
应用:
1)根据模型求人口增长率
2)根据模型预测种群量加倍的时间3)估计种群受到干扰后恢复平衡的时间
逻辑斯谛增长模型:在空间、食物等资源有限的环境中,种群数量不可能长期按指数增长,受到种群密度的限制,出生率随密度的上升而下降,死亡率随密度上升而上升,称为逻辑斯谛增长又称为与密度有关的增长,或密度制约性增长。
微分方程:dN/dt=rN(1-N/K);积分方程:Nt=K/(1+eа-rt)
式中(1-N/K)的生物学意义就是“剩余空间”或未利用的增长机会;
若N0,(1-N/K)1,空间未利用,种群接近于指数增长,种群潜在的最大增长能充分实现。
若NK,(1-N/K)0,空间几乎全被利用。
逻辑斯谛增长规律的假定:
1)有一个环境容纳量或负荷量。
常用K值表示,当种群大小达到K值时,种群则不再增长。
2)种群增长率随密度上升而逐渐、按比例下降。
种群每增加一个个体,就对种群产生了1/K的抑制影响;若种群有N个个体就利用了N/K“空间”,可供种群继续增长的剩余空间就只有(1-N/K)了。
3)种群中密度的增加对其增长率的降低作用是立即发生,无时滞。
4)种群无迁入和迁出现象。
逻辑斯谛增长曲线的特点:
1)S型曲线有一个上渐近线,曲线渐进于k值,但不会超过这个最大值,即环境容纳量。
2)曲线变化逐渐平滑。从曲线斜率看,开始变化速率慢后加快,在拐点处变化速率最快,以后变慢。
3)具有五个时期:
A、开时期(潜伏期):种群个体很少,密度增长缓慢
B、加速期:种群的个体数量增多,密度增长加快
C、转折期:N=K/2,密度增长最快
D、减速期:N〉K/2,密度增长变慢
E、饱和期:N=K,种群密度不增长
逻辑斯谛增长模型的实例和应用
实例:
1)实验室培养的具有简单生活史的酵母菌、果蝇等中证实。
2)物种引入海岛和新栖息地,如环颈雉等。
意义:
1)是许多两个相互作用种群增长模型的基础。
2)是渔捞、林、农业等时间领域中确定最大持续产量的主要模型。
3)参数r、k是生物进化对策理论中的重要概念。
答案解析:
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