实验三 种群增长的计算机模拟.docVIP

实验三 种群增长的计算机模拟 一、实验目的 1．通过计算机模拟，考察参数变化对种群增长模型行为的影响，加深对种群增长模型的理解； 2．初步认识数学模型方法和计算机模拟是研究生态学问题的重要途径之一。 二、实验原理 1．无限环境中世代不重叠种群的增长模型 基本假设：种群增长不受环境的限制或种群密度变化的影响，即每世代增长的倍数为一常数（λ）。 模型： Nt+1/Nt=λ → Nt=N0λt 式中，t为世代数，Nt为世代t的种群大小，Nt+1为t+1世代的种群大小，N0为初始种群大小，λ为周限增长率。 2．无限环境中世代重叠种群的指数增长模型 基本假设：：种群增长不受环境的限制或种群密度变化的影响，即在一次增长过程中其每员瞬时增长率为一常数（r）。 模型： dN/Ndt=r → Nt=N0ert 式中，r为指数增长时的每员瞬时增长率，反映种群的潜在增长能力，t为增长时间，Nt为t时刻的种群大小，N0为初始种群大小。 3．有限环境中世代重叠种群的Logistic增长模型 基本假设：环境对种群增长的限制作用与种群数量成正比，即每增加一个个体的限制作用相同（h）。 模型： dN/Ndt=r-hN，当种群数量达到平衡数量K时，→ h=r/K，→ dN/Ndt=r(1-N/K）→ Nt=K/(1+ea-rt) 式中，r、t、Nt含义同前，K为环境容纳量，1-N/K为“剩余空间”。 三、仪器设备 1．PC电脑，Windows 2000/XP等系统，IE5.0以上浏览器； 2．模拟软件 四、实验步骤 1．模拟程序使用说明 双击程序，弹出模拟程序主对话框。 （1）指定需要模拟的增长模型类型：在“增长模型类型”框中选择，“计算公式”栏将显示相应的数学模型。 （2）指定模拟时间：在“需要查看的增长时间”栏指定需要模拟的时间，不连续种群为世代数，连续增长种群为增长持续的时间。 （3）输入数据：在“输入数据”框输入需要模拟的数据，可同时输入6组数据，也可单击“默认数值”按钮，调用默认值联系。 （4）绘制和查看增长曲线 单击主对话框上方的“绘图”按钮，弹出绘图子对话框，系统将自动绘制增长曲线，并显示各组数据所对应的最终种群数量。 （5）输出模拟结果 单击绘图子对话框上方的“输出数据”按钮，在其下拉菜单中可进行如下选择。 ①输出初始数据：选择“输出初始数据”，然后打开1个空Excel或Word文档，在文档中单击“粘贴”即可。 ②输出模拟结果：选择“输出数据到剪切板”，在上述Excel或Word文档中单击“粘贴”，可输出各个时间种群数量的模拟结果；依次单击“编辑”-“选择性粘贴”-“图片”，可将增长曲线粘贴到文档中。 2．要求模拟的主要内容 （1）对于给定的种群增长模型，通过变化参数的大小，得到不同的增长曲线，进而考察模型的行为，分析参数变化对模型行为的影响。 （2）通过不同大小r值和K值的组合，得到一组Logistic增长的模拟曲线，初步分析具有不同增长特性的种群对于不同环境类型的适应性。 （3）根据我国人口增长的实际数据，利用指数模型，模拟我国人口种群的数量动态。 五、实验结果 根据“四 2.要求模拟的主要内容”给出不同情形下的结果，并作出分析。