K:环境容纳量,表示种群的生长环境是有限的。
r:种群增长率。
种群的逻辑斯蒂增长模型(Logistic growth)
在环境资源受限制的情况下,种群通常的增长呈逻辑斯蒂增长。
在自然条件下,种群的增长通常都会受到环境资源的限制。因此,种群的增长除了种群的自身特性外,多数情况下,还与环境中空间、物质、能量等资源的可利用程度,以及有机体对这些资源的利用效率有关。
在有限的环境资源条件下,随着种群内个体数量的增多,对于有限空间和其它生活必需资源的种内竞争也会加剧,有竞争就会影响到种群的出生率和存活率,从而降低种群的实际增长率。当种群个体的数目接近于环境所能支持的极限时,即环境负荷量K值,种群将不再增长而保持在该值左右,即dN/dt=0。
Verhulst(1839)和Pearl and Reed(1920)最早彼此独力地用数学表达了上述情况,并提出了一个描述种群增长的方程式,这个方程式称之为逻辑斯蒂方程(Logistic equation):
dN/dt=rN(K-N)…………………………………………………3-7
K
式中:N,t,r的定义与指数增长模型相同;K代表环境容量;(K-N)/K代表环境阻力。显然,当:
K-N>0,种群个体数目增长;
K-N
K-N=0,种群大小基本处于稳定的平衡状态。
上式微分方程的积分表达式为:
K
N= …………………………………………………………………..3-8
1+e(a- r t)
逻辑斯蒂曲线呈一条向着环境负荷量(K)逼近的“S”形增长曲线。