具有年龄结构的种群增长模型模拟

具有年龄结构的种群增长模型模拟
姓名：
学号:
系别：生命科学学院生物科学专业
班号：2
实验日期：4月20日
同组同学：
实验目的
了解具有年龄结构的种群增长规律
加深对种群生命表与Leslie矩阵的认识
实验原理
任何一个多年生生物种群的动态是与各龄级的个体逐年死亡和新生个体逐年增加密切相关的，并最终导致种群数量和年龄结构的变化以及各龄级死亡率和生殖力的变化。

所以，年龄结构的变化对种群数量的影响十分重要。

Leslie矩阵可以依据生命表的参数，使种群数量和年龄结构的变化得到定量的表述和预测。

其中几个参数十分重要：
x=按年龄分段；
nx=在x期开始时存活数目；
lx (px) =在x期开始时存活的分数；
dx=从x到x+1 期的死亡数目；
mx (fx) ＝各年龄段的平均生殖率；
r＝种群的内禀增长率；
λ＝种群的周限增长率；
R0=净增殖率；
Vx＝年龄x的个体的生殖价（该个体马上要生产的后代数
量加上预期的其在以后的生命过程中要生产的后代数量）；
ex＝x期开始时的平均生命期望或平均余年（进入x齢期的个体，
平均能活多长时间的估计值）。

计算公式
lx=nx/n0
dx=nx-nx+1
ex=∫xlx·dx lx
Va=∑x=ae ·mx·lx e ·la
r=㏑(R0) T
λ=e
R0=∑lx·mx
T=∑x·lx·mx Ro
实验器材
计算机
模拟运行软件
方法与步骤
进入程序后，选择种群建立几个年龄级；
选择种群生长的时间长度；
设计种群结构，给lx,mx,N0赋值，进行分析
实验设计方案：
有一群害虫，它们的各个参数设置如下
1、选择具有年龄结构的种群，建立4个年龄级，即x=4；
2、设置Time intervals为10个
ooo lx mx Nx0
3、设计种群结构，按照对照原则和单一变量原则，每次改变一个参数，观察该参数的改变对ƩN 的影响。

1）、相对于原始数据ooo ，单一改变Lx ，得到数据oo1、oo2；
oo1 Lx mx
Nx 0
oo2 lx mx
Nx 0
1 1 0 1 1 1 0 1
2 0.8 1 0 2 0.5 1 0
3 0.25 3 0 3 0．
4 3 0 4
4
2）、相对于原始数据ooo ，单一改变mx ，得到数据o1o 、o2o ；
o1o lx mx
Nx 0
o2o lx mx
Nx 0
1 1 0 1 1 1 0 1
2 0.5 5 0 2 0.5 1 0
3 0.25 3 0 3 0.25 5 0 4
4
3）、相对于原始数据ooo ，单一改变Nx0，得到数据1oo 、2oo ；
1oo lx mx
Nx 0
2oo lx mx
Nx 0
1 1 0 0 1 1 0 0
2 0.5 1 5 2 0.5 1 0
3 0.25 3 0 3 0.25 3 5 4
4
实验结果及分析：
程序运行后原始数据ooo 的ƩN 1）ooo
1 1 0 1
2 0.5 1 0
3 0.25 3 0
4 0 0
oo1
Oo2
实验分析：ooo，oo1，oo2
对ooo，发现由存活率分析可知，0期年龄阶段的死亡率为0.5，1期年龄阶段的死亡率为0.25，2期年龄阶段的死亡率为0.25，由此可知，这个种群的幼年个体死亡率较高，青中老年个体死亡率较低。

图像分析：0~3间隔时间内，种群变化不稳定，第4间隔时间后，种群数量按照一定的斜率增加，稳定变化
对oo1，由存活率分析可知，0期年龄阶段的死亡率为0.2，1期年龄阶段的死亡率为0.55，2期年龄阶段的死亡率为0.25，由此可知，这个种群的幼年个体死亡率很低，青中年个体死亡率很高，老年个体死亡率相对较低。

图像分析：开始时，种群总数非常缓慢的增长，之后随着时间间隔数的增加，种群数量增长速率变大，成J型增长
对oo2
由存活率分析可知，0期年龄阶段的死亡率为0.5，1期年龄阶段的死亡率为0.1，2期年龄阶段的死亡率为0.4，由此可知，这个种群的幼年个体死亡率很高，青中年个体死亡率很低，老年个体死亡率相对较高。

图像分析：开始时，种群总数非常缓慢的增长，之后随着时间间隔数的增加，种群数量增长速率变大，成J型增长
比较ooo和oo1：oo1的种群增长趋向于J型曲线，先缓慢增长，后快速爆发；ooo趋向于直线增长，比较稳定。

这可能是因为ooo幼年期死亡率较高，不利于形成增长型的年龄结构，阻滞种群的增长，oo1的幼年个体死亡率很低，从而有利于它们成长后并进行繁殖，产生更多的后代。

由此得到启示：要控制害虫的种群数量，可以从控制幼虫的数量开始，尽量降低害虫爆发的可能
比较ooo和oo2：oo2的种群增长趋向于J型曲线，先缓慢增长，后快速爆发；ooo趋向于直线增长，比较稳定。

这可能是因为ooo幼年期和青年期死亡率较高，不利于形成增长型的年龄结构，阻滞种群的增长，虽然oo2的幼年个体死亡率很高，但是它的青年死亡率很低，从而有利于它们成长后并进行繁殖，产生更多的后代。

由此得到启示：要控制害虫的种群数量，可以从控制处于繁殖期的青年的数量开始，尽量降低害虫爆发的可能
2）ooo
O1o
O2o
对ooo，发现由生殖率分析可知，0期年龄阶段的生殖率为0，1期年龄阶段的生殖率为1，2期年龄阶段的生殖率为3，由此可知，这个种群的青年个体生殖率较低，中年个体生殖率高。

图像分析：0~3间隔时间内，种群变化不稳定，第4间隔时间后，种群数量按照一定的斜率增加，稳定变化
对o1o，发现由生殖率分析可知，0期年龄阶段的生殖率为0，1期年龄阶段的生殖率为5，2期年龄阶段的生殖率为3，由此可知，这个种群的青年个体生殖率很高，中年个体生殖率较高。

图像分析：0~5间隔时间内，种群增长相对缓慢，第5间隔时间后，种群数量爆发增长
对o2o，发现由生殖率分析可知，0期年龄阶段的生殖率为0，1期年龄阶段的生殖率为1，2期年龄阶段的生殖率为5，由此可知，这个种群的青年个体生殖率较低，中年个体生殖率高。

图像分析：种群先是缓慢增长，然后快速增长
比较ooo和o1o：ooo的种群总数增长相对于o1o而言，非常的慢，这应该是因为o1o青年个体的生殖率远远高于ooo的原因，由图可得启示：要控制害虫的数量，可以控制害虫青年个体的生殖率入手。

比较ooo和o2o：ooo的种群总数增长相对于o1o而言，比较慢，这应该是因为o1o中年个体的生殖率高于ooo的原因，由图可得启示：要控制害虫的数量，可以控制害虫中年个体的生殖率入手。

综上，就是应该控制害虫的生殖率，如利用性引诱剂杀死雄虫，导致雌虫不能配对，减少其生殖率等。

3）ooo
1oo
2oo
对ooo，发现由Nx0分析可知，0期年龄阶段的Nx0为1，1期年龄阶段的Nx0为0，2期年龄阶段的Nx0为0，3期年龄阶段的Nx0为0，由此可知，这个种群的年龄结构为增长型图像分析：0~3间隔时间内，种群变化不稳定，第4间隔时间后，种群数量按照一定的斜率增加，稳定变化
对1oo，发现由Nx0分析可知，0期年龄阶段的Nx0为0，1期年龄阶段的Nx0为5，2期年龄阶段的Nx0为0，3期年龄阶段的Nx0为0，由此可知，这个种群的年龄结构为增长型图像分析：0~4间隔时间内，种群变化不稳定，第4间隔时间后，种群数量按照一定的斜率增加，稳定变化
对2oo，发现由Nx0分析可知，0期年龄阶段的Nx0为0，1期年龄阶段的Nx0为0，2期年龄阶段的Nx0为5，3期年龄阶段的Nx0为0，由此可知，这个种群的年龄结构为衰减型图像分析：0~1间隔时间内，种群数量较大，第1间隔时间后，种群数量变为0
比较ooo和1oo：两个图像的增长趋势大致相同，只不过是ooo的增长速度较慢，比较快平衡，而1oo需要较多时间才达到稳定变化，增长速度比较快，虽然两者都属于增长型的年龄结构，但是ooo的主体是幼虫，不能够生殖，因此增长较慢；而1oo的主题是青年虫，能够进行生殖，因此，增长较快。

比较ooo和2oo：两个图像的变化大相径庭，前者的种群数量增长，后者的种群数量下降。

这是因为前者的年龄结构为增长型，后者的为衰减型，由此得到启示，要控制害虫增长，可
以尽量打击幼虫和青年虫，这样可以使种群的总数变少，甚至让种群消失。