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28.5: 人口增长
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人口增长
 

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28.5: 人口增长

人口规模是动态的,随着出生率和移民而增加,随着死亡率和移民率的增加而下降。在拥有无限资源的理想条件下,种群数量可以呈指数级增长,这是人口规模随时间变化的J形增长率曲线。这种类型的曲线是新引入的入侵物种的特征,或者是遭受灾难性下降并且正在反弹的人群。

然而,现实的环境条件限制了能够占据栖息地的个体数量。这一极限被称为栖息地承载力。由于承载能力,人口增长通常用S形(logistic)曲线来更好地表示。人口最初呈指数增长,直至达到承载力,此时资源限制导致增长趋于平稳或围绕承载力波动,形成S形曲线。

指数增长

人均人口增长率r是人口规模的变化(按当前人口规模减去初始人口规模计算)除以初始人口规模。当没有环境限制,移民和移民被认为是平等的,人口可以以最大的速度增长,被称为其生物潜能,或rmax。因此,无限条件下的人均增长率为rmax*N(人口规模)。当人口规模随着时间的推移被绘制出来时,这会产生一条J形的增长率曲线,代表一个未受控制的人口爆炸。例如,像大肠杆菌这样的细菌,通过分裂繁殖,在放入新的培养基后,每一代的种群数量增加一倍。指数增长将继续发生,直到细胞不再存活。

Logistic增长

自然界中的现实种群受到各种环境因素的限制,包括捕食者、猎物、空间、水和其他资源。因此,指数增长不可能无限期地持续下去。一个栖息地能够支持的种群个体数量称为承载力,即K。种群的潜在增长率与(K-N)/K成正比。这里,K-N是在达到承载力之前可以添加到种群中的个体数量。因此,(K-N)/K表示可用承载力的分数。因此,随着人口中的个体数越来越接近承载力,人口增长率下降。该曲线呈S形logistic增长率曲线,其特征是初始指数增长(由于人口规模小和资源充足),随后随着资源变得更加有限,增长率下降。例如,岛屿上的蜥蜴种群的增长率比大陆蜥蜴种群的增长率要低,这是因为它们获得资源和空间的机会减少,从而降低了岛屿的承载能力。

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