周限增长率

更新时间:2022-08-25 16:33

周限增长率(finite rate of increase),指在种群不受资源限制的情况下,种群内平均每一个个体能产生的后代数,用于与密度无关的种群增长模型又称种群的无限增长模型。

特点

“周限增长率”是表示的是种群数量在一年开始和结束时的比率。好象存款数和一年后本利和之比。种群增长率是随时间变化的,因此瞬时增长率只能表示在此时的增长趋势,而周期增长率则可用以推算较长时间种群增长情况。选定的时间期限可以是一年、一个繁殖世代等等。人口预测常以年为期限,如说“我国人口2‰增长率”,周期增长率即为1.002,按此比例可测算将来任何年代人口总数。如果以r表示瞬时增长率,以λ表示周限增长率,两者的关系为:λ=er,或r=1nλ。λ>1时,种群将增长,λ=1时种群稳定,0<λ<1时种群下降,λ=0时种群将在一代时间中灭亡。

结论

1. 不论连续还是不连续的增长都能计算增长率,但只有连续增长的情况下才能计算增长速率(即瞬时增长量)。可以计算;比如一年或一小时,故不论连续还是不连续增长的种群,增长率均但增长速率涉及极限、导数,种群连续增长是可以求导数的必要条件,故不连续增长的种群(如某一年生植物的J型增长)就没有增长速率可言。

2.不能认为种群增长速率等于种群增长率与种群数量的乘积。

以世代连续的J型增长模型为例,dN/dt=r N,变式后r=(dN/dt)/N,一般认为dN/dt是种群的增长速率即种群的瞬时增长量,则r为种群的每员瞬时增长量。当然,包括人教版必修三的教师用书在内的一些书上,也把dN/dt说成是种群增长率(应该是把单位时间内种群数的增加量当做了增长率),若如此,则称r是每员增长率就不足为奇了。可见,不能只从字面意思简单地认为大学教材及教参中所说的“种群的每员增长率r”和高中内容所讲的“种群增长率”是一回事。

3.世代连续的J型增长模型中周限增长率、每员增长率之间可以相互转换

周限增长率公式

周限增长率λ=Nt+1/Nt,而每员增长率r是一种瞬时增长率。Nt=N0ertλ,当t=1时,N1=N0er,变形后N1/N0=λ=er ,即r=1nλ。

为何“J”型的每员(瞬时)增长率不变,而“S”型的每员(瞬时)增长率却在降低?我们可以这样理解:因为受到环境阻力,每个成员的增殖能力受限制,且随种群数量的增加限制越剧烈。每员增长率在降低,但种群数量还在增长。

既然种群增长率是先升后降,而种群增长率=每员增长率×种群个体数,为何“S”型曲线的每员增长率是不断减少呢?原因是:刚开始时虽然每员(瞬时)增长率较大,但由于种群个体的基数太低,它们的积(积群增长率)不大,随着个体数的不断增加,而每员(瞬时)增长率减少不是很快。所以它们的积(种群增长率)逐渐升高。到一定值时,随着每员(瞬时)增长率不断的降低,而种群个体数后来增加不是很快,因此它们的积(种群增长率)又逐渐降低。

每员增长率(r)=种群增长率/N

每年增长率(λ)= 在“J”型增长时,每年增长率λ与每员增长率r存在联系。即λ=er(e为自然对数的底,值为2.71828…)。

“J”型增长曲线的几何斜率表示的是种群的数量增长率(简称“种群增长率”),而不是“每年增长率”(周限增长率)。两概念有本质区别,因而“J”型曲线的“每年增长率”不变,这与曲线的斜率是变化的并不矛盾。“S”型增长曲线的种群增长率先增后减,而“S”型每年增长率是逐渐减缓的。

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