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個体群成長と環境収容力

集団は、十分な資源が存在する場合、急速に成長する可能性がある。しかし、環境が限定的である場合、その成長は鈍化する可能性がある。成長率と実際の増加を区別する。

関連する実験:個体群成長と環境収容力 →
個体群成長と環境収容力
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概念と仕組み

成長モデルは、個体あたりの成長率(r)が一定であると仮定します。個体数が同じ割合で増加した場合でも、同じ期間における人口全体の増加量は大きくなります。

ロジスティックモデルにおいて、個体数が環境の定容容量 [K] に近づくにつれて、個体増加率が低下する。資源の制限は、個体密度に基づく単純な依存関係として表現される。

関係式と成立条件

指数モデルは dN/dt=rN であり、ロジスティックモデルは dN/dt=rN(1−N/K) です。ロジスティックモデルにおいて、絶対成長率は N=K/2 の付近で最大となります。

実際のK値は、季節、生息場所、世代によって変動します。モデルで使用されるK値は、一定の環境を仮定したものであり、恒常的な最大個体数を表すものではありません。

仮想実験で読み取る変化

ロジスティックモデルは、Nが大きくなるほど個体あたりの増加率が減少します。時間曲線とNによる成長速度を一緒に読んでください。

一定のr・Kを持つ閉鎖集団の連続個体数解析式です。計算値は整数ではないかもしれません。出生・死の偶然性、移入・移出、年齢構造、遅延された資源効果と実際の種別数値は省略します。点 1つの換算値は条件別に固定し、最大1200点だけ描きます。

重要な関係式と記号

N指数=N₀eʳᵗ・Nロジスティック=K/[1+(K/N₀−1)e⁻ʳᵗ]

式で使う記号と単位
記号意味単位
N個体数オブジェクト
r個体あたりの純増加率時間⁻¹
K環境収容力オブジェクト

例で確かめる

ロジスティックモデルの成長速度が最大のNは?

dN/dt=rN(1-N/K) は N の下に開いた二次式です。 N=K/2で最大で、N=Kでは0です。

よくある誤解

  • ロジスティックモデルの増加が最も速い状態は、完全にKに到達したときではありません。

この概念を実験で確かめる

参考資料

OpenStax · Biology 2e(英語)