种群生存力分析优秀课件
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④遗传随机性（Genetic stochasticity） 由奠基 者效应（Founder effect）、随机固定（Random fixation）或近亲繁殖等导致的基因频率变化引起。
8.1.5 统计、环境和灾害随机性综合分析
统计随机性：对平均存活时间的作用，随种 群大小增加，呈几何级数增长。
这说明统计随机性只对数量在几十至几百只 的种群起作用。这种关系还取决于种群增长率， 增长率越低，平均存活时间增加越慢。当种群 数量或增长率超过中等水平后，平均存活时间 就变得很长。
估计自然保护区最小面积分为3步：
①鉴别目标种或关键种，它们的消失或灭绝会 明显地降低保护区价值或物种多样性 ；
②确定保证这些物种以较高概率存活的最小种 群数量（最小可存活种群）；
③用已知密度估计维持最小种群数量所需的面 积大小，以此作为保护区的最小面积。
8.1.2 起源和发展
PVA的思想起源很早，在上世纪初，保护主义 者提出了保留面积（setting aside of areas）技术， 即建立自然保护区。目的是想保持整个自然生态系 统、群落、栖息地和物种的健康和多样性。
种群生存力分析
8.1 概述
种群生存力分析是将实际调查数据与 模拟技术相结合，运用分析和模拟手段来 预测种群在一定时间内的生存概率（或灭 绝概率），并提出相应的挽救措施的过程。
广义的MVP概念有两种：
广义的MVP概念有两种：
一种是遗传学概念，主要考虑近亲繁殖 和遗传漂变对种群遗传变异损失和适合度下 降的影响，即在一定的时间内保持一定遗传 变异所需的最小种群大小；
Pi At1Bt2
8.2.4 有效种群数量（effective population size）的计算
8.2.4.1 有效种群数量（Ne） 有效中群数量为：种群中可生殖个体的有效数量。 最小生存种群：无论环境随机性、自然灾害、统计
随机性、遗传随机性等如何影响，使一个物种在 1000年之内，有99%的概率存活下来的最小有效种 群数量，称为最小生存种群。
▪ 任何环境变化都能导致生物和环境相互作用的正反馈，这些 正反馈将进一步损害种群，有可能导致种群灭绝。这一系列 事件称灭绝旋涡（Extinction Vortices）。
8.2.2 自然灾害
8.2.2.1 灾害对遗传学的MVP 的影响
设种群有nN 个个体，分成大小为N 的n 个亚种群。 在每一代中，k 个亚种群随机灭绝。重新占居这些灭绝的 亚种群的栖息地的个体，来自剩余的n-k 个亚种群中的任 一个，此过程是独立的和随机的。每个亚种群的灭绝过程 和再定居过程是种群基因库的随机样本。在t 代，两个基 因随机地从种群抽出且是不同等位基因的概率为：
按Shaffer分类Байду номын сангаас随机因素分为4类：
①统计随机性（Demographic stochasticity） 由一定数量个体存活和繁殖中的随机事件产生；
②环境随机性（Environmental stochasticity） 由栖息地常数和种间的竞争、捕食、寄生和疾病随时 间的变化而引起；
③自然灾害（Natural catastrophes）如洪水、大 火、干旱等，以随机时间间隔的方式而发生；
分子遗传学研究发现，对于一个大种群， 如果平均每个基因位点上有两个等位基因，且 所有生殖个体都具有相同的将所含有的遗传因 子遗传给下一代的机会，则经过每个世代繁殖， 新产生并能保存下来的遗传变异是现有遗传变 异的1%。
考虑理想条件或特定条件下的灭绝过程；
模拟模型：用计算机模拟种群真实动态；
岛屿生物地理学：方法则是研究岛屿物 种的分布和存活，证实分析模型和模拟模型 的正确性。
PVA侧重研究的物种
▪ ①其活动为其他几个种创造关键栖息地； ▪ ②其行为增加其他种的适合度； ▪ ③调节其他种群的捕食者，而且它们的消失
会导致物种多样性下降； ▪ ④对人类有精神美学和经济价值； ▪ ⑤稀有种或濒危种。
基于一个隔离的种群存在2个等位基因这一普遍现象， Wright提出方程：
F12Ne
其中：△F为种群每个世代杂合性降低的估计值； Ne为有效种群数量。
根据该方程，一个有50个可生育成体的种群，每个世 代由于稀有等位基因的丧失，其杂合性将下降1%，且Ne越 小，种群杂合性下降越快。该方程说明，孤立的小种群其 遗传变异的丧失非常快。
Shaffer（1987）总结了统计、环境和灾害随机性的 行为特征（图8-1）。
图8-1 种群存活时间T(N)与种群大小 N之间的一般函数关系
8.1.6 物种的灭绝旋涡
▪ Gilpin 和Soule‘（1986）提出： ▪ 旋涡效应（又称灭绝旋涡、Vortex effect）：种群变得越小，
越容易受统计随机性、环境随机性和遗传随机性等因子的影 响，这些因素又使种群数量更加减少，并驱使种群走向灭绝。 小种群衰退直至灭绝的这种趋势被看作一种旋涡效应。
一种是种群统计学概念，即以一定概率 存活一定时间所需的最小种群大小。
8.1.1 PVA在保护生物学中的作用
①预测濒危物种未来的种群大小 ； ②估计一定时间内物种的灭绝概率； ③评估保护措施，确定哪个能使种群的存活时间 最长 ； ④探索不同假说对小种群动态的影响； ⑤指导濒危物种野外数据的搜集工作 ； ⑥通过PVA可以估计保护区所需面积大小。
近十几年PVA的研究迅速发展，已成为保护生 物学的研究焦点之一。上世纪80年代，PVA和MVP 研究对象是脊椎动物，尤其是哺乳动物和鸟类。进 入90年代，此研究已扩展到无脊椎动物和植物。目 前已进行过PVA研究的物种超过150多种。
8.1.3 研究对象与方法
PVA主要从3个方面来研究种群灭绝过程： 分析模型：主要是一些数学模型，一般
环境随机性：对种群平均存活时间的作用， 随种群大小增加呈线性增长。
自然灾害对种群平均存活时间的影 响，随种群大小的对数形式增加而增长， 这种关系不仅依赖于种群增长率，而且 依赖于灾害的严重程度和频率。
根据三者对种群灭绝的影响来看， 自然灾害对种群存活的重要性大于环境 随机性和统计随机性，环境随机性对种 群存活的重要性大于统计随机性。
8.1.5 统计、环境和灾害随机性综合分析
统计随机性：对平均存活时间的作用，随种 群大小增加，呈几何级数增长。
这说明统计随机性只对数量在几十至几百只 的种群起作用。这种关系还取决于种群增长率， 增长率越低，平均存活时间增加越慢。当种群 数量或增长率超过中等水平后，平均存活时间 就变得很长。
估计自然保护区最小面积分为3步：
①鉴别目标种或关键种，它们的消失或灭绝会 明显地降低保护区价值或物种多样性 ；
②确定保证这些物种以较高概率存活的最小种 群数量（最小可存活种群）；
③用已知密度估计维持最小种群数量所需的面 积大小，以此作为保护区的最小面积。
8.1.2 起源和发展
PVA的思想起源很早，在上世纪初，保护主义 者提出了保留面积（setting aside of areas）技术， 即建立自然保护区。目的是想保持整个自然生态系 统、群落、栖息地和物种的健康和多样性。
种群生存力分析
8.1 概述
种群生存力分析是将实际调查数据与 模拟技术相结合，运用分析和模拟手段来 预测种群在一定时间内的生存概率（或灭 绝概率），并提出相应的挽救措施的过程。
广义的MVP概念有两种：
广义的MVP概念有两种：
一种是遗传学概念，主要考虑近亲繁殖 和遗传漂变对种群遗传变异损失和适合度下 降的影响，即在一定的时间内保持一定遗传 变异所需的最小种群大小；
Pi At1Bt2
8.2.4 有效种群数量（effective population size）的计算
8.2.4.1 有效种群数量（Ne） 有效中群数量为：种群中可生殖个体的有效数量。 最小生存种群：无论环境随机性、自然灾害、统计
随机性、遗传随机性等如何影响，使一个物种在 1000年之内，有99%的概率存活下来的最小有效种 群数量，称为最小生存种群。
▪ 任何环境变化都能导致生物和环境相互作用的正反馈，这些 正反馈将进一步损害种群，有可能导致种群灭绝。这一系列 事件称灭绝旋涡（Extinction Vortices）。
8.2.2 自然灾害
8.2.2.1 灾害对遗传学的MVP 的影响
设种群有nN 个个体，分成大小为N 的n 个亚种群。 在每一代中，k 个亚种群随机灭绝。重新占居这些灭绝的 亚种群的栖息地的个体，来自剩余的n-k 个亚种群中的任 一个，此过程是独立的和随机的。每个亚种群的灭绝过程 和再定居过程是种群基因库的随机样本。在t 代，两个基 因随机地从种群抽出且是不同等位基因的概率为：
按Shaffer分类Байду номын сангаас随机因素分为4类：
①统计随机性（Demographic stochasticity） 由一定数量个体存活和繁殖中的随机事件产生；
②环境随机性（Environmental stochasticity） 由栖息地常数和种间的竞争、捕食、寄生和疾病随时 间的变化而引起；
③自然灾害（Natural catastrophes）如洪水、大 火、干旱等，以随机时间间隔的方式而发生；
分子遗传学研究发现，对于一个大种群， 如果平均每个基因位点上有两个等位基因，且 所有生殖个体都具有相同的将所含有的遗传因 子遗传给下一代的机会，则经过每个世代繁殖， 新产生并能保存下来的遗传变异是现有遗传变 异的1%。
考虑理想条件或特定条件下的灭绝过程；
模拟模型：用计算机模拟种群真实动态；
岛屿生物地理学：方法则是研究岛屿物 种的分布和存活，证实分析模型和模拟模型 的正确性。
PVA侧重研究的物种
▪ ①其活动为其他几个种创造关键栖息地； ▪ ②其行为增加其他种的适合度； ▪ ③调节其他种群的捕食者，而且它们的消失
会导致物种多样性下降； ▪ ④对人类有精神美学和经济价值； ▪ ⑤稀有种或濒危种。
基于一个隔离的种群存在2个等位基因这一普遍现象， Wright提出方程：
F12Ne
其中：△F为种群每个世代杂合性降低的估计值； Ne为有效种群数量。
根据该方程，一个有50个可生育成体的种群，每个世 代由于稀有等位基因的丧失，其杂合性将下降1%，且Ne越 小，种群杂合性下降越快。该方程说明，孤立的小种群其 遗传变异的丧失非常快。
Shaffer（1987）总结了统计、环境和灾害随机性的 行为特征（图8-1）。
图8-1 种群存活时间T(N)与种群大小 N之间的一般函数关系
8.1.6 物种的灭绝旋涡
▪ Gilpin 和Soule‘（1986）提出： ▪ 旋涡效应（又称灭绝旋涡、Vortex effect）：种群变得越小，
越容易受统计随机性、环境随机性和遗传随机性等因子的影 响，这些因素又使种群数量更加减少，并驱使种群走向灭绝。 小种群衰退直至灭绝的这种趋势被看作一种旋涡效应。
一种是种群统计学概念，即以一定概率 存活一定时间所需的最小种群大小。
8.1.1 PVA在保护生物学中的作用
①预测濒危物种未来的种群大小 ； ②估计一定时间内物种的灭绝概率； ③评估保护措施，确定哪个能使种群的存活时间 最长 ； ④探索不同假说对小种群动态的影响； ⑤指导濒危物种野外数据的搜集工作 ； ⑥通过PVA可以估计保护区所需面积大小。
近十几年PVA的研究迅速发展，已成为保护生 物学的研究焦点之一。上世纪80年代，PVA和MVP 研究对象是脊椎动物，尤其是哺乳动物和鸟类。进 入90年代，此研究已扩展到无脊椎动物和植物。目 前已进行过PVA研究的物种超过150多种。
8.1.3 研究对象与方法
PVA主要从3个方面来研究种群灭绝过程： 分析模型：主要是一些数学模型，一般
环境随机性：对种群平均存活时间的作用， 随种群大小增加呈线性增长。
自然灾害对种群平均存活时间的影 响，随种群大小的对数形式增加而增长， 这种关系不仅依赖于种群增长率，而且 依赖于灾害的严重程度和频率。
根据三者对种群灭绝的影响来看， 自然灾害对种群存活的重要性大于环境 随机性和统计随机性，环境随机性对种 群存活的重要性大于统计随机性。