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简答题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。
  • 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。
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