生态学-种群生命表及分析

第13章种群生命表及分析本章内容13.1生命表的基本概念13.2生命表的一般构成13.3特定时间(静态)生命表13.4特定年龄(动态)生命表13.1生命表的基本概念生命表的定义：生命表：是按种群生长的时间,或按种群的年龄(发育阶段)的程序编制的,系统记述了种群的死亡或生存率和生殖率。是最清楚、最直接地展示种群死亡和存活过程的一览表。最初用于人寿保险。对研究人口现象和人口的生命过程有重要的意义。x:按年龄或一定时间划分的单位期限(如:日、周、月等)nx:x期开始时的存活个体数(存活数)dx:从年龄x→年龄x+1期间的死亡个体数(死亡数)lx:x期开始时存活个体的百分数(存活率)lx=nx/n113.2生命表的一般构成qx:从年龄x→年龄x+1期间的死亡率,常以100qx和1000qx表示。qx=dx/nxLx:x→x+1期间的平均存活个体数或本年龄组的个体平均寿命和,Lx=(nx+nx+1)/2Tx:种群全部个体的平均寿命和,Tx=∑Lxex:x期开始时的平均生命期望值(平均余年),ex=Tx/nx只有nxdx是直接观察值,其余参数为统计值。13.3特定时间(静态)生命表特定时间生命表(time-specificlifetable)又称静态生命表(staticlifetable)：根据某一特定时间对种群年龄分布频率的取样分析而获得的,实际反映了种群在某一特定时刻的剖面。(它是根据某一特定时间对种群作一年龄结构调查资料编制的)静态生命表中的个体出生于不同年(或其他单位时间),经历了不同的环境条件。因此,编制静态生命表等于假定种群所经历的环境是有变化的。有的学者对静态生命表持怀疑态度,但在难以获得动态生命表数据时,如果将静态生命表应用得法,还是有价值的。适用于世代重叠的生物，表中的数据是根据在某一特定时刻对种群年龄分布频率的取样分析而获得的，实际反映了种群在某一特定时刻的剖面。它是生命表的最常见形式。假设条件：（1）假定种群所经历的环境年复一年地没有变化；（2）种群大小稳定；（3）年龄结构稳定。优点：（1）易于看出种群的生存对策和生殖对策；（2）易于编制。缺点：（1）所描述的死亡过程与实际死亡过程会存在差异；（2）无法分析引起死亡的原因；（3）不能对种群的密度制约过程和种群调节过程进行定量分析；（4）难以根据它来建立更详细的种群模型；（5）不适用于世代不重叠的生物。注意：如何确定年龄分组，即如何科学有效地划分种群年龄段，这很重要。一般用于适用于：世代重叠的生物,而且种群大小应当是稳定的,年龄结构也趋向于稳定。是生命表中常见的形式。教材P116(岛上赤鹿的特定生命表)结束13.4特定年龄(动态)生命表特定年龄生命表(age-specificlifetable)又称动态生命表(dynamiclifetable)或同龄群生命表(cohortlifetable)：从大约同时出生或同时孵化的一群个体(同龄群)开始,跟踪观察并记录其死亡过程,直至全部个体死完为止。动态生命表是根据对同年出生的所有个体进行存活数动态监察资料编制而成的。动态生命表中的个体经历了同样的环境条件,即假定种群所经历的环境是没有变化的。优点：记录种群各年龄或个发育阶段死亡过程的同时,还可以查明和记录死亡原因,从而可以分析种群发育的薄弱环节,找出造成种群数量下降的关键因素。适用于：世代不重叠生物(如一化性昆虫)。教材P11713.5其他形式的生命表另外还有动态混合生命表、图解式生命表,植物生命表等。植物生命表:其存活可用种子的萌发百分数和实生苗的存活百分数来表示。离散世代离散世代一年生植物13.6生命表建立的一般步骤A.根据研究对象、目的确定生命表类型如,特定时间生命表(静态)：世代重叠、寿命较长和年龄结构稳定的种群。特定年龄生命表(动态)：离散世代(时代不重叠)、寿命较短、数量波动较大的种群。B.设计、调查根据研究对象的生活史、分布及各类环境因子特点,确定调查取样方案。方法(试验与田间调查相结合)：标记、环志、遗骸、猎物等等。C.合理划分时间间隔在了解其生物学的基础上,合理划分时间间隔,可采用年、月、日或小时等。但野外(如对自然种群)要得到有关生物年龄资料较困难。可通过鉴定它们死亡时的年龄,对dx(死亡数)作出估计。D.制表、生命表数据分析13.7生命表分析：进一步了解种群数量动态的内在规律和机制(1)死亡率曲线:以生命表中的年龄或年龄组为横坐标,以相应于各年龄或年龄组的qx值(死亡率)为纵坐标作图所得。以生命表中的年龄或年龄组(或平均期望寿命的百分离差)为横坐标,以相应于各年龄或年龄组的nx值(存活数)(或其对数值)为纵坐标作图所得。(2)存活曲线存活曲线存活曲线通常分为以下3种类型：Ⅰ型(曲线凹型)：种群幼年期死亡率很高,但一旦活到某一年龄死亡率就低。许多海洋鱼类、海产无脊椎动物及寄生虫等,接近此型。Ⅱ型(曲线呈对角线)：种群各年龄组的死亡率相等。许多鸟类、小型哺乳动物和某些多年生植物(毛茛属)接近此型。Ⅲ型(曲线凸型)：绝大多数个体都能活到该物种的生理年龄,早期死亡率极低,但达到一定生理年龄时,短期内几乎全部死亡。例如大型兽类和人以及许多一年生植物就属此类型。不同类型的存活曲线需要说明的是同一物种的存活曲线并不是一成不变的,会随环境条件等的变化而变化。(Ⅰ型到Ⅲ型的转变)瑞典人口存活曲线的变化(3)净生殖率(R0)：每过一个世代的种群数量增长倍数。世代不重叠：R0=Nt+1/Nt世代重叠：R0=∑lx(存活率)mx(生育力)(4)世代平均历期(周期):对于世代重叠的种群来说,一个世代所经历的时间是不清楚的,可以用个体产仔的平均年龄来表示世代长短。T=∑lxmxx/∑lxmx(近似值)(5)内禀增长率(innatecapacityforincrease)(rm):在实验条件下,人为地排除不利的环境条件,排除捕食者和疾病的影响,并提供理想的和充足的食物,这种条件下所观察到的种群增长能力(先天的增长率)。包括：最佳温湿组合、充足高质量食物、无限空间、最佳种群密度、排除其它生物的有害影响。(瞬时增长率)满足:rm=ln(R0)/T(近似值)∑e-rmxlxmx=1(Elure方程)尚P116;P70◆周限增长率(λ):一定时间内种群数量增长倍数λ=erm13.7生命表分析(6)关键因素分析(K因素分析)K因素：影响着各种群死亡率的关键因素。(K1是关键因子)P69-702.8有关概念总结和比较◆静态生命表/动态生命表/其他形式生命表优点:①容易使我们看出种群的生存、生殖对策;②可计算内禀增长率rm和周限增长率λ;③编制较易。缺点:①无法分析死亡原因或关键因素;②也不适用于出生或死亡变动很大的种群。13.8有关概念总结和比较◆净生殖率/内禀增长率rm/周限增长率:净生殖率:每过一个世代的种群数量增长倍数R0=Nt+1/Nt或R0=∑lxmx内禀增长率rm:种群的瞬时增长率rm=ln(R0)/T或∑e-rmxlxmx=1周限增长率:一定时间内种群数量增长倍数λ=erm