關于“環境容納量”的試題分析與教學思考

朱斌良 左立波

(廣東省鶴山市鶴華中學 529700)

1 “環境容納量”概念內涵的思考

“環境容納量”是指在環境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數量，也表示為邏輯斯蒂增長模型(“S”型曲線)中的種群數量穩態平衡密度，可用“K”值表示。邏輯斯蒂增長公式為：dN/dt=rN(1-N/K)，其中(1-N/K)是邏輯斯蒂系數。若N=K，則表示達到一個穩定的平衡種群值。

例1 (廣東省2016屆高三3月適應性測試理科綜合第5題)某實驗小組探究培養液中草履蟲的種群數量變化，實驗結果統計如表1。則該培養液中草履蟲種群的環境容納量(K值)是( )

A．232 B．225 C．224 D．227

表1 培養液中草履蟲種群數量變化表

分析：學生如果不能真正的理解“K”值內涵，很容易選錯答案A，而正確答案是D 。因為求解該種群達到穩定的平衡值，應(232+225+224)/3=227。參考答案:D。

2 引導學生對“環境容納量”動態變化的思考

在人教版高中生物學教材必修三的旁欄中有如下思考與討論問題：“同一種群的K值是固定不變的嗎？”引導學生從多方面思考種群數量的變化因素，如氣候、食物、天敵、傳染病等。

因此，大多數種群的數量總是在波動中。環境遭受破壞，K值會下降；當生物生存的環境改善時，K值會上升(圖1)。

圖1 K值變動示意圖

例2 (2014年浙江理綜，4)下列關于環境容納量的敘述，正確的是( )

A．環境容納量是指種群的最大數量

B．種群的內源性調節因素不會改變環境容納量的大小

C．在理想條件下，影響種群數量增長的因素主要是環境容納量

D．植食動物在自然條件下，一年四季的環境容納量以冬季最大

分析：答案B中的“內源性調節”包括“行為調節、內分泌調節、遺傳調節”等，“內源性調節”使種群維持在穩態的數量水平。參考答案：B。

3 引導學生對“環境容納量(K值)”在實踐中應用的思考

在教學中注重教材中“思考與討論”的素材，激發學生帶著問題去思考與討論。

3.1 K值的應用 例如，結合K值引導學生思考保護大熊貓的根本措施有哪些？ ①野生生物生境保護：建立自然保護區，保護野生生物生活的環境，減少環境阻力，從而提高環境容納量(K值)，是保護大熊貓的根本措施；②有害生物防治：增加環境阻力。例如，將食物儲藏在安全區，斷絕或減少其食物來源；室內硬化地面等措施，減少有害生物挖巢穴的場所；養殖或釋放有害生物的天敵。

3.2 K/2值的應用 ①對資源開發與利用的措施：把握K/2值處黃金開發點，維持被開發資源的種群數量在K/2值處，可實現“既有較大收獲量又可保持種群高速增長”；②對有害生物防治的措施：務必及時控制種群數量，嚴防達K/2值處(若達K/2值處，會導致該有害生物成災)。

例3 (2015·浙江六校聯考，15)如圖2所示，某物種遷入新環境后，種群數量增長速率(平均值)隨時間(單位：年)的變化關系。經調查在第5年時該種群的種群數量為200只。下列有關敘述正確的是( )

A．由圖可知，該物種遷入新環境后，其種群數量一直呈“J”型增長

B．理論上該種群在此環境中的環境容納量約為400只

C．由于存在天敵、生活空間和資源有限等，第5年到第9年這段時間內種群數量減少

D．如果該種群為東方田鼠，則將其數量控制在200只左右可有效防治鼠患

圖2 某物種遷入新環境后的種群數量增長速率

分析：讓學生依據種群增長的“S”曲線模型來解答此題，畫出對應的種群增長的速率模型圖(圖3)，從題干中可知在第5年時種群增長速率達到最大(K/2)為200只，則理論上該種群在此環境中的環境容納量約為400只,故答案為B。在理解K值的應用價值過程中，就很容易排除答案D。參考答案：B。

圖3 種群增長的速率模型圖