增長曲線

雖然物種具有巨大的增長潛力，但在自然界中，種群卻不能無限制地增長。因為隨著種群數量的增長，環境的制約因素的作用也在增大，環境中制約種群增長的因素稱為環境阻力。它包括同種個體之間對食物和空間的競爭加劇、疾病蔓延、捕食者因捕食對象的增多而增多等，從而導致殘廢率增長、出生率降低，最終趨向平衡。因此，在自然環境中，種群的增長曲線是一個“S”型曲線（也稱為邏輯斯蒂曲線）。種群達到環境所能負擔的最大值，稱為環境的滿載量或負載能力，用“K”表示（如圖1）。那麼，種群為什麼不能無限增長而保持在相對穩定的水平？根據對很多生物種群在有限食物和有限空間條件下數量動態的研究，種群在開始時增長比較緩慢，以後逐漸加快，當種群數量達到環境所允許的最大數量的一半時，增長速度最快，但是種群所需要的資 源（食物、空間等）是有限的，隨著資源的枯竭，環境阻力將隨著種群的增長而成正比例增加，種群增長速度逐漸緩慢下來，直到停止增長，此外，種群內部的相互關係和其他一些環境因素，如氣候、食物、空間、營巢地、天敵、疾病、種間競爭等環境阻力都會抑制種群數量無限增長。當種群增加到“K”值，會因為食物不足、空間有限、天敵增加等因素而使種群數量逐漸降低，降到基準線以下，又會因空間、食物的充裕而數量上升，所以，種群的數量會在一定範圍內（基準線上下）波動，保持在一個相對恆定的水平上（如圖2）。

種數數量在達到K/2時（如圖3中的A點），種群數量幾乎呈直線上升，這一時期稱指數生長期，A點是影響種群數量的關鍵點。該值可直接用於解釋文中有關“種群數量變化的意義”中的幾個實例問題。

實例1：研究種群數量變化的規律，有利於對野生生物資源的合理利用和保護。

釋義：一般野生動植物種群的數量控制在環境容納量的一半，即K/2值時，此時種群增長速度最快，可提供的資源數量也最多，而又不影響資源的再生，當種群數量大於K/2值，種群增長的速度將開始下降。所以在開發動植物資源時，種群數大於K/2值時就可以獵取一定數量的該生物資源，而且獲得的量最大，當過程獵取導致種群數量小於K/2值時，種群增長的速度將會減慢，獲取的資源數量將減少，而且還會影響資源的再生。

實例2：具體說明種群數量變化的規律在魚類的捕撈、放養過程中的應用。

釋義：在湖泊中放養魚蝦，如果一次投放的幼苗過多或延遲捕撈，由於環境負載能力限制，都不能達到增產的目的；相反，如果大肆捕撈，使魚蝦數量大大減少，降到K/2值以下，其種群往往要經過相當長的延滯期才能進入指數生長期，對生產極為不利。

實例3：舉例說明種群的增長規律在害蟲害獸防治方面的應用。

釋義：例如，許多地區常採用投藥滅鼠的方法，如果在一次行動中，毒殺的約一半的老鼠，而活下來的老鼠數量正相當於其種群指數生長期（K/2）的數量，老鼠數量將迅速增長，很快就恢復到原來的水平。顯然，簡單的投藥滅鼠效果並不好，更為有效的方法努力降低環境對老鼠的環境負載能力（K值），如嚴密封儲糧食，清除生活垃圾，保護老鼠天敵等，這樣才能從根本上限制老鼠種群的數量。

種群變化規律，對於控制世界人口增長，解決環境危機同樣具有重要的指導意義。人類目前面臨的生存危機，其根源就在於人口種群的急速增長與有限的環境資源之間的矛盾。世界人口長期以來呈指數增長趨勢，主要是由於人類能夠不斷的開發新能源，並通過工業革命、農業革命等手段，適當地提高了自然界對人類的最大負荷量（K值）。但環境資源畢竟有限，假如人口數量增加到K值，將會引起生物圈的崩潰，後果不堪設想。所以科學的控制人口增長率，是解決環境問題的根本措施。