種群增長相關(guān)曲線的比較

張卓鵬

一、種群“J”型增長與“S”型增長的比較

種群的增長方式包括指數(shù)增長（“J”型增長）和“s”型增長，前者是在理想狀態(tài)下，即資源無限、空間無限和不受其他生物制約的條件下產(chǎn)生的;后者是在現(xiàn)實狀態(tài)下，即資源有限、空間有限和受其他生物制約的條件下產(chǎn)生的，若以時間為橫坐標(biāo)，種群中個體數(shù)量為縱坐標(biāo)，那么兩種增長曲線的比較如圖1所示。

兩者適用范圍不同：“J”型增長適用于實驗條件下或種群遷入新環(huán)境最初的一段時間;“s”型增長適用于自然種群。

兩者共同點：都表示種群數(shù)量隨時間變化而變化，且都只研究種群數(shù)量變化中的增長問題。

二、種群增長速率與增長率的比較

1.內(nèi)涵比較

種群增長速率和增長率雖僅一字之差，但內(nèi)涵卻完全不同。

種群增長速率是指種群在單位時間內(nèi)增加的個體數(shù)量，其計算公式為：增長速率=（現(xiàn)有個體數(shù)-原有個體數(shù)）/增長時間，單位可以用“個/年”表示。

種群增長率指種群在單位時間內(nèi)凈增加的個體數(shù)占原個體總數(shù)的比率，其計算公式為：

增長率=（現(xiàn)有個體數(shù)-原有個體數(shù)）/原有個體數(shù)，無單位。

例在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種（1個）細(xì)菌每20min就通過分裂繁殖一代，觀察、統(tǒng)計細(xì)菌數(shù)如表1。

請通過計算，繪出該細(xì)菌種群增長速率和增長率坐標(biāo)曲線，并判斷兩曲線是否存在相關(guān)性？

根據(jù)題意可判斷該細(xì)菌種群數(shù)量增長為“J”型增長，具體計算結(jié)果如表2。

結(jié)論：種群增長率和增長速率兩者沒有大小上的相關(guān)性。

2.“J”型增長速率和增長率曲線的比較

依據(jù)圖4.圖5.圖6分析，“J，型曲線的增長率是不變的，而增長速率是要改變的，種群每年增長的個體數(shù)是不同的，呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，即增長速率逐漸增大。

3.“S”型增長速率和增長率曲線的比較

依據(jù)圖7～圖10分析，“s”型曲線的增長率是逐漸下降的，原因是種群遷入新環(huán)境最初的一段時間空間、資源都比較充足，類似于理想條件，種群保持較高的增長率;隨著時間的推移，空間、資源都越來越有限，種群增長率逐漸降低，“S”型曲線的增長速率是先上升后下降，其中種群為K/2時，種群增長速率最大，種群數(shù)量為K時，種群的增長速率為0。

三、針對性訓(xùn)練

例1如圖11是某實驗小組測得一定體積培養(yǎng)液中小球藻種群增長率隨時間變化的曲線，則在0～Tn時間段內(nèi)，小球藻種群密度的變化為（ ）。

A，減小

B，增大

C，先減小后增大

D，先增大

解析0～To時間段內(nèi)，種群增長率都大于O，說明在該時間段內(nèi)種群數(shù)量一直在增加，在一定體積的培養(yǎng)液中，小球藻的種群密度增大，答案：B

例2 （2002年廣東高考題）在一個玻璃容器內(nèi)，裝入一定量的符合小球藻生活的營養(yǎng)液，接種少量的小球藻，每隔一段時間測定小球藻的個體數(shù)量，繪制成曲線，如圖12所示，圖13中能正確表示小球藻種群數(shù)量增長率隨時間變化趨勢的曲線是（ ）。

解析2002年廣東高考原先此題答案是D，筆者認(rèn)為有誤，種群增長率是一個百分值，例如，一個種群的個體數(shù)量開始為100.在一個月中，變?yōu)?20.那么，該種群的月增長率為20%，而增長速率則是以變化量除以時間，單位是個/天或千個/年，表示的是縱坐標(biāo)差值與橫坐標(biāo)差值的比值，即△y/△x，相當(dāng)于斜率，所以D實際是小球藻的增長速率，從圖12可得出小球藻數(shù)量為“S”型增長，在“S”型曲線中，增長率應(yīng)一直下降，所以正確答案選c，答案：c