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        種群增長率、瞬時(shí)增長率和增長速率的辨析

        2017-08-20 01:14:38
        生物學(xué)教學(xué) 2017年2期
        關(guān)鍵詞:增長率生物學(xué)種群

        張 濤

        (浙江省寧波華茂外國語學(xué)校 315192)

        1 種群增長率、瞬時(shí)增長率、增長速率的相關(guān)概念

        1.1 種群增長率 高中生物學(xué)教材在介紹種群的“J”型增長曲線時(shí)提到種群增長率,λ代表種群的增長率,在“J”型增長曲線中λ保持不變。當(dāng)?shù)诙甑姆N群個(gè)體數(shù)量是第一年的λ+1倍,則Nt=N0×(λ+1)t??梢岳斫鉃榉N群增長率即為后一年種群個(gè)體的總數(shù)量與前一年種群個(gè)體的總數(shù)量之比。λ是種群增長模型中有用的量,當(dāng)λ>0時(shí),種群的個(gè)體數(shù)量將增多;當(dāng)λ=0時(shí),種群的個(gè)體數(shù)量將保持不變;當(dāng)λ<0時(shí),種群的個(gè)體數(shù)量將減少。

        1.2 瞬時(shí)增長率 雖然在高中生物學(xué)教材中沒有直接提到瞬時(shí)增長率,但在種群“S”型增長曲線中往往涉及瞬時(shí)增長率,用r表示。瞬時(shí)增長率r與種群增長率λ之間關(guān)系可表示為:r=lnλ。種群增長率具有周期性,具有開始和結(jié)束時(shí)間,它表示種群大小在開始和結(jié)束時(shí)的比率,好像存款數(shù)和一年后本利和之比。當(dāng)把周期縮小到一月、一日……直到最小值一瞬間,那么本利將連續(xù)不間斷地增長,這就是瞬時(shí)增長率。當(dāng)r>0時(shí),種群的個(gè)體數(shù)量將增多;當(dāng)r=0時(shí),種群的個(gè)體數(shù)量將保持不變。

        1.3 增長速率 種群的增長速率即為種群在單位時(shí)間內(nèi)增加的個(gè)體數(shù)量,也可以說是繁殖率減去死亡率。無論在“J”型曲線中,還是在“S”型曲線中,增長速率都可以用曲線的斜率來衡量。在“J”型曲線中增長速率是不斷增大的;在“S”型曲線中增長速率是先增大后減小的,而且在種群數(shù)量達(dá)到最大值時(shí),增長速率等于0。

        2 在“J”型曲線和“S”型曲線中的種群增長率、瞬時(shí)增長率、增長速率

        在“J”型曲線的模型中,種群增長率λ>1,且保持不變;瞬時(shí)增長率r>0,也保持不變;增長速率逐漸增大(圖1)。

        圖1 “J”型曲線中的種群增長率、瞬時(shí)增長率和增長速率

        在“S”型曲線的模型中,種群增長率λ先增大,后減小到0保持不變;瞬時(shí)增長率r先增大,后減小到0保持不變;增長速率也是先增大,后減小到0保持不變(圖2)。在“S”型曲線中,這三個(gè)量的最大值都應(yīng)該是在種群數(shù)量達(dá)到K/2(K是該種群的最大容納量或者最大承載量)時(shí)。

        圖2 “S”型曲線中的種群增長率、瞬時(shí)增長率和增長速率

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