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高中生物教材描述了种群数量增长的两种情况,一种情况是在理想条件下,生存资源充裕,气候条件适宜,缺少天敌,即不存在环境阻力,此时种数数量呈“J”型曲线增长,如图1,
在自然条件下,环境阻力是必然存在的,随着种群数量的增长,平均生存资源会减少,同时天敌数量增长,导致该种群出生率下降,死亡率上升,从而限制该种群数量继续增长,当种群数量达到环境允许的最大值(K值)时,种群数量将停止增长,故种群数量增长的第二种情况是在自然条件下的“S”型曲线增长,如图2,
种群增长的“S”型曲线,反映了特定种群在有限的自然环境中个体数量的变化规律,掌握和理解该规律,不仅在生物资源的保护、人工养殖业的发展上具有重要的指导意义,而且给人们对生物资源的合理利用提供必要的理论依据,人们在利用生物资源时,什么时间加以利用?利用的数量为多少?怎样才能最大限度地利用生物资源,而又能保证生物资源的快速再生,真正地实现人类的可持续发展呢?
从种群的“S”型增长曲线中可知:在曲线A—B段,由于种群数量较少,空间和食物充裕,其他生活条件较好,种内斗争较弱,种群出生率大于死亡率,种群数量不断增多;曲线B点以后,随着种群密度的上升,个体间受到生存空间、食物和其他生活条件的限制,种内斗争逐渐加剧,种群出生率下降,死亡率上升,种群数量虽在继续增加,种群增长率却在开始下降;到达c点以后,种群数量达到环境条件允许的最大值(K值),种群数量停止增长,种群增长率下降到“O”,“S”型曲线的斜率反映种群的增长率,其变化可用图3所示曲线表示。
我们在利用生物资源时,怎样才能最大限度地加以利用,而同时又能保护种群的相对稳定,实现人和自然的协调发展呢?现根据图2和图3分析如下。
一、在曲线A—B段,种群数量未达到K/2,环境资源未能被该种群充分利用,种群数量少,增长率低,且由A到B种群增长率逐渐增大,此时不宜加以人工利用,如果此时利用,不仅浪费了环境资源,获得的数量少,而且会严重影响种群数量的增长,甚至导致该种生物资源的枯竭,
二、在曲线的B点,种群数量达到K/2,此时种群个体数量较多,种群增长率最大,同时环境条件开始限制种群的增长,若此时对该种生物资源加以利用,且保证最大利用量为该种群此时的增长量,便可使种群的数量相对稳定地保持在K/2左右,不会继续增多,也不会减少,并且保证种群能保持最大的增长率,即保证该种生物资源能以最快的速度生产,
三、若在种群数量超过K/2以后再加以利用,虽然有利于种群数量的增加和稳定,但不利于资源利用的效益的最大化,从能量流动的角度来分析,首先,在能量利用的时间上推迟了;其次,种群自身异化作用散失的能量增多;同时,还有一部分能量会随着个体的死亡而流向分解者,总之,当种群数量超过K/2以后再加以利用,会导致人类对自然资源能量利用率的降低,由上可见,对生物资源加以利用的最佳时间是在种群数量达到K/2时,最大利用量是在K/2时的增长量。
种群增长的有关知识以及在生产生活中的应用与人类的可持续发展紧密联系,人类的可持续发展是人们关注的一个热点问题,因此,有关种群增长的知识成了近年高考的考点之一,如下例,
例
(2005年理综全国卷I第5题)为了保护鱼类资源不受破坏,并能获得最大的捕鱼量,根据种群增长的“S”型曲线,应使被捕鱼数量保持K/2水平,这是因为( )
(A)种群数量相对稳定
(B)种群增长量最大
(c)种群数量最大
(D)环境条件所允许的种群数量最大
题干部分明确指出鱼的种群数量要保持在K/2水平,由种群增长率的曲线(图3)知此时种群增长率最高,即具有最大的种群增长量,若保证捕鱼量为种群的增长量,则种群数量便维护在K/2水平,并能持续地获得最大的捕鱼量,所以正确答案应选(B),
在教学活动中,教师应正确地引导、启发学生认真分析,深入挖掘教材知识的内涵,把握知识的内在联系,同时注重课本知识与生产、生活实际联系,帮助学生加深对相关知识原理的理解,并真正作到学以致用。
在自然条件下,环境阻力是必然存在的,随着种群数量的增长,平均生存资源会减少,同时天敌数量增长,导致该种群出生率下降,死亡率上升,从而限制该种群数量继续增长,当种群数量达到环境允许的最大值(K值)时,种群数量将停止增长,故种群数量增长的第二种情况是在自然条件下的“S”型曲线增长,如图2,
种群增长的“S”型曲线,反映了特定种群在有限的自然环境中个体数量的变化规律,掌握和理解该规律,不仅在生物资源的保护、人工养殖业的发展上具有重要的指导意义,而且给人们对生物资源的合理利用提供必要的理论依据,人们在利用生物资源时,什么时间加以利用?利用的数量为多少?怎样才能最大限度地利用生物资源,而又能保证生物资源的快速再生,真正地实现人类的可持续发展呢?
从种群的“S”型增长曲线中可知:在曲线A—B段,由于种群数量较少,空间和食物充裕,其他生活条件较好,种内斗争较弱,种群出生率大于死亡率,种群数量不断增多;曲线B点以后,随着种群密度的上升,个体间受到生存空间、食物和其他生活条件的限制,种内斗争逐渐加剧,种群出生率下降,死亡率上升,种群数量虽在继续增加,种群增长率却在开始下降;到达c点以后,种群数量达到环境条件允许的最大值(K值),种群数量停止增长,种群增长率下降到“O”,“S”型曲线的斜率反映种群的增长率,其变化可用图3所示曲线表示。
我们在利用生物资源时,怎样才能最大限度地加以利用,而同时又能保护种群的相对稳定,实现人和自然的协调发展呢?现根据图2和图3分析如下。
一、在曲线A—B段,种群数量未达到K/2,环境资源未能被该种群充分利用,种群数量少,增长率低,且由A到B种群增长率逐渐增大,此时不宜加以人工利用,如果此时利用,不仅浪费了环境资源,获得的数量少,而且会严重影响种群数量的增长,甚至导致该种生物资源的枯竭,
二、在曲线的B点,种群数量达到K/2,此时种群个体数量较多,种群增长率最大,同时环境条件开始限制种群的增长,若此时对该种生物资源加以利用,且保证最大利用量为该种群此时的增长量,便可使种群的数量相对稳定地保持在K/2左右,不会继续增多,也不会减少,并且保证种群能保持最大的增长率,即保证该种生物资源能以最快的速度生产,
三、若在种群数量超过K/2以后再加以利用,虽然有利于种群数量的增加和稳定,但不利于资源利用的效益的最大化,从能量流动的角度来分析,首先,在能量利用的时间上推迟了;其次,种群自身异化作用散失的能量增多;同时,还有一部分能量会随着个体的死亡而流向分解者,总之,当种群数量超过K/2以后再加以利用,会导致人类对自然资源能量利用率的降低,由上可见,对生物资源加以利用的最佳时间是在种群数量达到K/2时,最大利用量是在K/2时的增长量。
种群增长的有关知识以及在生产生活中的应用与人类的可持续发展紧密联系,人类的可持续发展是人们关注的一个热点问题,因此,有关种群增长的知识成了近年高考的考点之一,如下例,
例
(2005年理综全国卷I第5题)为了保护鱼类资源不受破坏,并能获得最大的捕鱼量,根据种群增长的“S”型曲线,应使被捕鱼数量保持K/2水平,这是因为( )
(A)种群数量相对稳定
(B)种群增长量最大
(c)种群数量最大
(D)环境条件所允许的种群数量最大
题干部分明确指出鱼的种群数量要保持在K/2水平,由种群增长率的曲线(图3)知此时种群增长率最高,即具有最大的种群增长量,若保证捕鱼量为种群的增长量,则种群数量便维护在K/2水平,并能持续地获得最大的捕鱼量,所以正确答案应选(B),
在教学活动中,教师应正确地引导、启发学生认真分析,深入挖掘教材知识的内涵,把握知识的内在联系,同时注重课本知识与生产、生活实际联系,帮助学生加深对相关知识原理的理解,并真正作到学以致用。