种群在资源有限环境中的种群增长规律.doc

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1、种群在资源有限环境中的种群数量增长规律姓名：学号：同组人员：实验时间：一、实验目的（1）认识种群数量的动态变化规律，了解环境因素对种群数量增长的影响（2）掌握种群数量的抽样统计方法（3）掌握估算逻辑斯蒂方程参数r和K，并进行曲线拟合的方法二、实验原理种群在有限资源环境下的连续增长形式为逻辑斯蒂增长。逻辑斯蒂增长模型是建立在以下两个假设基础上的：①有一个环境容纳量（通常以K表示），当Nt=K时，种群为零增长，即dN/dt=0；②增长率随密度上升而降低的变化是按比例的。最简单的是每增加一个个体，就产生1/K的抑制影响。例如K=

2、100，每增加一个体，产生0.01影响，或者说，每一个体利用了1/K的“空间”，N个体利用了N／K的“空间”，而可供种群继续增长的“剩余空间”只有（1-N/K）。逻辑斯蒂增长的数学模型：式中：N——种群大小；t——时间；r——种群的瞬时增长率；K——环境容纳量逻辑斯蒂增长模型的积分式：式中：a——常数；e——常数，自然对数的底种群在有限环境下的增长曲线是“S”型的，它有两个特点：①曲线渐近于K值，即平衡密度；②曲线上升是平滑的。①开始期，也可称潜伏期，种群个体数很少，密度增长缓慢；②加速期，随着个体数增加，密度增长逐渐加快

3、；③转折期，当个体数达到饱和密度一半（即K/2）时，密度增长最快；④减速期，个体数超过K/2以后，密度增长逐渐变慢；⑤饱和期，种群个体数达到K值而饱和。三、实验器材计数器、凹玻片、实体显微镜、移液枪、鲁哥氏固定液、草履、稻草汁、50mL锥形瓶四、方法与步骤1.准备草履虫原液、草履虫培养液。2.确定草履虫最初密度用移液枪取50μl原液于凹玻片上,，在实体显微镜下看到有游动的草履虫时，滴一滴鲁哥氏固定液，观察计数（重复4次）。3.取培养液50mL，置于锥形瓶中，经计算加入适量原液，使N0=250-300个。(20℃和30℃各两

4、瓶)4.封口、做标记、放入培养箱中。5.4月24日—5月3日每天17:00-18:00对草履虫种群数量观察记录（4次/瓶）。6.根据实验数据估计Logistic方程参数（a、r、K）,描绘Logistic增长曲线（理论和实际）。五、实验结果与分析1.草履虫最初密度表150μl草履虫原液取样结果取样次数1234平均草履虫个数569107.5由此推算每50μl原液中约有草履虫7.5个，为保证50mL培养液中N0=250-300，故每瓶培养液中加入1.8mL原液，N0=270.2.连续10d草履虫取样结果每天17:00-18:0

5、0对每瓶培养液取样4次，每次50μl，记录草履虫个数的平均值（表2）表2草履虫样本平均实测值（n=4）培养天数1234567891020℃-11.252.255.0023.0081.5080.2583.5037.7569.7547.5020℃-21.002.256.5028.0094.5070.75112.7558.7569.5066.0030℃-11.2516.7543.2548.75146.50146.00164.50142.7574.0066.2530℃-22.2529.0026.5055.50124.00149.2

6、5126.5088.7565.253.003.在20℃下的草履虫种群动态（1）将20℃下两瓶培养液视为一个种群，观测数据相加，并根据50μl×2的培养液中草履虫数量估算100ml培养液中草履虫种群数量N（表3）。表320℃下草履虫种群动态培养天数草履虫样本平均实测值草履虫种群估算值NK-NN　ln(K-NN)Logistic方程理论值12.25225086.784.46111324.50450042.893.765122311.501150016.172.7821955451.00510002.871.0673094517

7、6.001760000.12-2.101449766151.001510000.31-1.181833597196.251962500.01-5.06194310896.50965001.050.051968129139.251392500.42-0.8719735310113.501135000.74-0.30197469（2）Nmax=196250，因此估计此环境条件下草履虫的最大环境容纳量K=197500.（3）设y=ln(K-NN)，b=-r，x=t，Logistic方程的积分式写为：y=a+bx因为理论上种群在有

8、限环境下的增长曲线是S型的，而从第8天起种群数量开始下降，与理论不符，因此取前7天的数据，根据一元线性回归方程的统计方法得y=-1.5471x+6.7202再根据逻辑斯蒂增长模型的积分式：N=K1+ea-rt将求得的数据代入方程计算出种群数量N的理论值，补充到表3中。（4）绘制20℃下草履虫种群数量变化