浅析种群增长曲线中增长率和增长速率的变化规律.doc

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1、浅析种群增长曲线中增长率和增长速率的变化规律我们以2002年广东高考理科综合中的一道生物题为出发点进行分析。原题：在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生物的小球藻个体数O营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量,绘制成曲线,如右图所不:下列4图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是：()种群増长率种群増长率2002年广东咼考提供的参考答案是D。其观点是：处在自然状态下的一个种群，在其早期，由于资源近似于无限，环境压力甚小，在经历调整适应后，种群内部会出现过渡繁殖，种群出生率远大于死亡率，增长率不断上升(K/2之前)o

2、随着种群数量的剧增，食物、空间和其它生活条件变得越来越有限，环境压力也越来越大，种群的出生率会下降，死亡率会增高，增长率转而逐渐下降（K/2之后）。当种群数量增长到环境条件所能承载的最大负荷即K值时，数量不再增加，出生率等于死亡率，增长率为零。解析：首先我们应当明确增长率的含义是什么？增长率是指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数，其计算公式为：（变化后总数-变化前总数）/变化前总数X100%二增长率，增长率是一个百分比值，是没有单位的。例如，在“J”型曲线中，设增长倍率为入并保持不变的，假定一个种群的个体数量开始为n。，在一年后，变为n1,则ni=

3、no入那么,该种群的年增长率为（ni—no）/n0X100%o该值为（nox-n0）/n0X100%=（入-1）X100%,此值保持不变。然后，我们再来看一看什么是增长速率，增长速率则1=1是单位时间内的变化量，它是有单位的，其单位可以用个/月或个/年等表示。在型曲线中，第一年的年增长速率是no（入一1）,第二年的年增长速率则是Ho入（入一1）,由此类推，第t年的年增长速率为入（入一1）。此值不断增加。在种群“J”型和型曲线中任意一点的斜率就是该点所对应的纵坐标差值与横坐标差值的比值，而这个比值就是曲线某点的某时刻的增长速率。因此，在型曲线中曲线斜率所代

4、表的增长速率是不断增加的，而在“S”型增长曲线中，曲线斜率所代表的增长速率是先升后降的，有最大值。所以上述高考题的D答案的曲线图描述的实际是小球藻的增长速率变化规律。在自然界中，环境条件是有限的，因此，种群不可能按照“J”型曲线无限增长。当种群在一个有限的环境中增长时,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，以该种群生物为食的捕食者的数量也会增加，这就会使这个种群的出生率降低，死亡率增高，从而使种群数量的增长率下降。当种群数量达到环境条件所允许的最大值（以K表示）时，种群数量将停止增长,有时会在K值左右保持相对稳定。

5、假定种群的增长率随着种群密度的增加而按一定的比例下降，种群数量达到K值以后保持稳定，那么，将种群的这种增长方式用坐标图表示出来,就会呈“S”型曲线。那么，这个过程中，增长率是如何变化的呢？我们以人教社高二教材中，生态学家做的一个实验和“S”型曲线为依据作一个数据估算分析。“生态学家曾经做过这样一个实验：在0.5mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如上图所示的结果。从上图可以看出,大草履虫在这个实验环境条件下的最大种群数量是375个,这就是该实验种群的K值。”观察此图，大草履虫第1天后的总数约为30个，第

6、2天后的总数约为130个，第3天后的总数约为340个，第4天后的总数约接近于K值375个。那么第1天的增长率为(30—5）/5=500%,第2天的增长率为（130—30）/30=333%,第3天的增长率为(340-130)7130=161%,第4天的增长率为(375-340)7340=4.44%o作种群增长率与时间的关系图如下:由上图可知，一个呈“S”型曲线增长的种群，它的增长率是不断下降的。种群增长速率（个/d）我们再作一个种群增长速率与时间的关系图:由上图可知，一个呈型曲线增长的种群，它的增长速率是先升后降的。可见，开始提到的2002年广东高考理科综

7、合中的这道生物题的正确答案应选Co