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

一、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。种群统计的核心是建立反映种群全生活史的各年龄组成出生率和死亡率等信息的综合表，即生命表。种群生命表都是在假设种群数量和年龄结构不变的前提下，反映一个特定年龄种群的个体存活率、死亡率的生殖率所呈现的变化；或特定时间内的各龄级间的个体存活、死亡或增殖力的变化。年龄结构的变化对种群数量的影响是十分重要的。Lewis和Leslie 提供的Leslie矩阵，可以依据生命表的参数，使种群数量与年龄结构的变化得到定量的表述和预测。其中几个重要参数的意义如下：

（1）x=按年龄分段；

（2）Nx=在x期开始时存活数目；

（3）Lx (px) =在x期开始时存活的分数；

（4）Mx (fx) ＝各年龄段的平均生殖率；

二、实验目的

1、了解具有年龄结构的种群增长规律

2、加深对种群生命表与Leslie矩阵的认识

三、实验器材

1、计算机

2、模拟运行软件

四、实验过程

1.进入程序后，选择种群建立3个年龄级，选择种群生长的时间长度为10

代，lx依次为1、0.5、0.25；mx依次为0、1、5；Sx(0)依次为2、0、0的种群生长模型。

2.设计实验方案，有一群害虫，它们的各个参数如上，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，即lx的值，观察该参数的改变对Ʃ Sx的影响。

3.相对于原始数据图一，单一改变Lx，得到数据图二、图三、图四。

五、实验结果及分析

程序运行后原始数据的Ʃ Sx的值

图一：lx分别为1，0.5，0.25时

图二：lx分别为1，0.3，0.25时

图三：lx分别为1，0.5，0.5时

图四：lx分别为1，0.8，0.2时

对图一，由存活率分析可知，0期年龄阶段的存活率为1，1期年龄阶段的存活率为0. 5，2期年龄阶段的存活率为0.25，由此可知，这个种群的幼年个体及青年个体存活率较高，老年个体存活率较低。

图像分析：0~3间隔时间内，种群数量变化较小，第4间隔时间后，种群数量大幅度增加，呈指数变化。

对图二，由存活率分析可知，0期年龄阶段的死亡率为0，1期年龄阶段的死亡率为0.7，2期年龄阶段的死亡率为0.75，由此可知，这个种群的幼年个体死亡率很低，中年个体死亡率相对较高，老年个体死亡率很高。

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，但总数仍相对较低，并且变化不稳定，总是先增加后减少。

对图三，由存活率分析可知，0期年龄阶段的死亡率为0，1期年龄阶段的死亡率为0.5，2期年龄阶段的死亡率为0.5，由此可知，这个种群的幼年个体死亡率很很低，青中年个体死亡率中等，老年个体死亡率相对不高。

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，且种群总数相对很高。

对图四，由存活率分析可知，0期年龄阶段的死亡率为0，1期年龄阶段的死亡率为0.2，2期年龄阶段的死亡率为0.8，由此可知，这个种群的幼年个体死亡率很很低，青中年个体死亡率仍相对较低，老年个体死亡率很高。

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，且种群总数相对较高。

上述四张图可知：幼年个体死亡率较低时，种群增长均趋向于J型曲线，先缓慢增长，后快速爆发,而青中年死亡率较高时，不利于形成增长型的年龄结构，阻滞种群的增长，种群的数量将大大减少，当青中年存活率较高时，有利于它们成长后并进行繁殖，产生更多的后代，种群的数量将大幅上升，而老年的存活率也对种群数量有一定影响，但总体来说影响不大。

由此得到启示：要控制害虫的种群数量，可以从控制幼虫及中青年虫的数量开始，尽量降低害虫爆发的可能。