广义Logistic模型的捕获优化问题

以王寿松所提出的广义Ｌｏｇｉｓｔｉｃ模型为基础,讨论单种群生物资源的捕获优化问题,分析了被开发生物种群的动力学性质。在单位捕获努力量假定下,以最大可持续捕获量为管理目标,确定了线性捕获下的最优捕获策略,得到了最优捕获努力量,最大可持续收获及相应的最优种群水平的显式表达式,包括著名的Ｓｃｈａｅｆｅｒ模型作为特例,推广了相应的结果。     

一类含有捕获项的非自治脉冲随机单种群模型的持久性（英文）

基于一类含有捕获项的非自治脉冲随机单种群模型,我们进一步分别讨论了该模型的弱持久,非平均持久和平均持久.我们也用数值模拟验证了理论结果的合理性.     

捕获网法及其参数估计

介绍了一种采用标记-重捕获技术估计动物种群密度的捕获网抽样方法。在回顾该方法国内外研究进展的基础上,分析了由于该法参数估算过程复杂和缺乏相关的处理计算软件对其应用的限制,提出了捕获网抽样方法参数估计的表格化处理技术。并以美国New Mexico附近白脚鼠的种群密度调查数据分析为例,介绍了嵌入DPS电子工作表的捕获网抽样参数估计表格化处理过程;最后就捕获网抽样参数估计的研究重点提出一些看法和展望。     

三化螟种群系统的最优管理决策

以三化螟Tryporyza invertulas(Walker)种群动态模型和水稻产量损失预测模型为基础,根据水稻插植期、品种抗性,保护利用自然天敌和杀虫剂多次使用等控制措施以及它们的各种不同组合对该虫种群动态、水稻产量损失串和净收益的影响,以净收益最大为目标函数,研究三化螟种群的最优管理决策。其中,对昆虫种群动态模拟方法作了一点改进,它综合了前人所提出的种群动态模型的优点。建立的系统模型能够提供包括农业防治、生物防治和化学防治措施在内的、对三化螟种群实施有效管理的最优决策方案。     

红外相机技术在陕西观音山自然保护区兽类监测研究中的应用

国外使用红外相机技术开展野生动物调查研究已有较长的历史,最早的报道见于Champion(1927),在20世纪90年代逐渐发展成熟,广泛用于动物种群数量和密度的研究.如应用红外相机和种群捕获模型(Capture-recapture)对印度Nagarahole国家公园的孟加拉虎(Panthera tigris)的种群数量和密度的研究(Karanth,1995;Karanth和Nichols;1998),验证了红外相机技术与种群捕获模型的结合在孟加拉虎种群预测方面的优势,有效解决了监测中孟加拉虎数量稀少、活动隐秘等问题.     

复合种群管理的风险评估——以日本鲐为例

单一种群是目前渔业资源评估的基本假设,但渔业资源常由多个地方种群或产卵种群组成,并且种群间存在交流,构成复合种群。根据复合种群概念,以东、黄海日本鲐为例,对其12种种群动态情况进行了模拟。利用模拟所得的数据及剩余产量模型,分别分析了在复合种群、两独立种群及单一种群假设下所设置的10种评估管理方案,结果表明:(1)基于复合种群假设的评估管理方案与模拟的种群动态一致,在单位捕捞努力量渔获量(CPUE)观测误差较小情况下,该方案为最佳方案,可获得最大可持续产量,但随CPUE观测误差增大,该方案种群灭绝率增大,管理效果随之退化。(2)基于两独立种群假设的评估管理方案均使资源过度开发,不利于资源可持续利用。(3)在单一种群假设下,选择不同CPUE作为资源指数和采用不同捕捞量分配方法的评估管理方案存在过度捕捞和开发不足两种状况,其管理效果受种群本身参数及空间交换率等因素的影响而不同;若采用的CPUE反映部分种群动态信息,则其评估管理方案至少在一种模拟情况下出现种群100%灭绝;若CPUE能反映整个种群资源量的动态变化,且捕捞量能按种群的空间结构进行分配,则管理效果与(1)类似,但不能获得最大可持续产量,若忽略种群的空间结构影响而均匀分配捕捞量,则至少在一种模拟情况下出现种群100%灭绝。据此,对于复合种群的管理,建议:(A)如果种群数据收集及数据精度能得到保证,该资源的评估与管理应基于复合种群假设;(B)如果目前收集种群数据存在较大困难,且CPUE数据存在较大误差,则可采用单一种群假设,但必须设定更保守的捕捞量和采用基于种群空间结构的总许可渔获量(TAC)管理方案;(C)在制定渔业管理政策时,应结合种群生态、数据、模型假设及参数估计方法等方面的不确定性对管理控制规则进行系统的管理策略评价以避免风险。     

污染环境中具有生育脉冲的单种群模型的最优捕获问题

研究周期性脉冲毒素输入的污染环境中具有生育脉冲的单种群捕获模型的动力学性质,通过数值模拟给出所研究系统的动力复杂性,并进一步指出脉冲捕获的时间对最大年度持续产量的影响.     

害虫种群突变模型的bang-bang控制

本文基于害虫种群的尖点突变模型,结合经济学原理,建立相应的最优捕获模型.根据bang-bang控制理论,设计控制器使害虫种群密度保持在不危害作物种群正常生长的水平,且捕获成本最小.最后利用Matlab软件进行数值仿真,以验证结论的正确性.     

高山姬鼠种群数量动态及预测预报模型

为了摸清高山姬鼠种群数量变节变动规律,探讨其种群数量预测方法,采用夹夜法调查逐月捕获率,用捕获率为预测指标,建立种群数量预测预报模型。对1996-2008年贵州省大方县高山姬鼠种群数量动态及种群数量进行分析预测,结果表明:高山姬鼠主要分布于稻田、旱地耕作区,是大方县农田害鼠优势种,占总鼠数的62.32%。10a平均捕获率为(2.58±1.27)%,全年种群数量变动曲线呈单峰型,各年度种群数量的变化曲线基本相似,一年内种群数量在6月份出现1个数量高峰,平均捕获率达(4.63±3.03)%。不同年度、不同月份、不同季节之间种群数量存在显著差异。根据历年高山姬鼠种群数量变动幅度及发生危害情况,结合当地鼠害防治指标,制定了高山姬鼠种群数量分级标准。分析1996-2008年高山姬鼠数量高峰期前各月捕获率、种群繁殖参数(性比、怀孕率、胎仔数、睾丸下降率、繁殖指数)与数量高峰期6月种群密度的关系后发现,4月份种群数量基数与6月份种群密度之间相关极显著,运用回归分析方法,建立了应用4月份种群数量基数(X)预测数量高峰期6月份种群密度(Y)的短期预测预报模型:Y=1.7558X+0.1442,可提前2个月预测当年数量峰种群密度和发生程度,经回测验证,数值和数量级预测值与实测值基本相符,数值预测和数量级预测平均吻合率为92.84%、100.00%,结果比较准确,故该预测预报模型具有一定的实用性和可行性。     

"种群的特征"的教学设计与实施

以"种群"概念为核心,引导学生沿着概念学习进阶的途径,通过资料分析、模型建构等方式,探索种群数量特征及其相互关系,构建具有逻辑关系的知识体系,达成对"种群"概念的深刻理解.     

环青海湖斑头雁种群数量动态模拟及趋势分析

斑头雁是青海湖候鸟中的优势种之一,其未来种群数量的变化对青海湖的保护决策具有重要作用。利用STELLA图形化建模软件,从动力学出发,构建了青海湖地区斑头雁种群数量变化的动态模型。在该模型中,根据前人和青海湖自然保护区对斑头雁的观测研究结果,设置了班头雁的交配、产卵、孵卵、育幼、迁入、迁出、死亡等过程的模型参数。根据斑头雁在青海湖的活动时间,设置以年为模拟单位,选取1/7为模拟步长,对未来25年的青海湖斑头雁种群变化趋势进行了模拟,并进行了灾害模拟。模拟结果表明,未来青海湖斑头雁的最大种群数量,将在20 000余只的饱和数量之内变化。2006—2008年斑头雁观测数据验证表明,该模型模拟结果可信,其方法对青海湖的其他鸟类研究也具有一定的参考价值。     

“细胞大小与物质运输关系”的实验改进

对"细胞大小与物质运输关系"实验进行改进。根据细胞体积增大而相对表面积减小,物质运输效率也随之降低的原理,针对教材模拟实验细胞无膜、无物质进入细胞的动态过程,氢氧化钠腐蚀皮肤、琼脂块制作不熟等缺点,设计了用针打上均匀小孔的大塑料瓶和小塑料瓶,模拟细胞大小和细胞表面积,以滴加红墨水作为细胞的进出物质,同时,增加辅助装置设计模拟细胞大小与物质运输关系的模型。实验效果显著,操作简单安全,有物质出入的动态过程。     

针毛鼠的形态及其种群生态特征

为丰富针毛鼠种群生态学资料,给其测报及防治提供依据。对贵州省余庆县、岑巩县、雷山县、凯里市1984~2013年针毛鼠的形态及其种群生态特征统计分析,结果表明:雌、雄鼠形态特征无显著性差异。该鼠主要栖息于旱地耕作区,占总鼠数的3.84%,平均捕获率为0.19%。不同年度之间种群数量存在明显差异,全年种群数量在5月和10月出现2个数量高峰,平均捕获率均为0.27%,春季、夏季和秋季种群数量明显高于冬季。种群总性比为0.82,平均怀孕率为27.92%,平均胎仔数为5.12只,平均子宫斑数为5.36只,平均睾丸下降率为59.89%,平均繁殖指数为0.65。3~9月为主要繁殖期,其间在3~4月和7~8月出现2个种群繁殖高峰,春季和夏季为主要繁殖季节。每年4月和8月是防治该鼠的最佳时期,防治重点区域为旱地耕作区。     

提高生态位模型转移能力来模拟入侵物种 的潜在分布

生态位模型利用物种分布点所关联的环境变量去推算物种的生态需求, 模拟物种的分布。在模拟入侵物种分布时, 经典生态位模型包括模型构建于物种本土分布地, 然后将其转移并投射至另一地理区域, 来模拟入侵物种的潜在分布。然而在模型运用时, 出现了模型的转移能力较低、模拟的结果与物种的实际分布不相符的情况, 由此得出了生态位漂移等不恰当的结论。提高生态位模型的转移能力, 可以准确地模拟入侵物种的潜在分布, 为入侵种的风险评估提供参考。作者以入侵种茶翅蝽(Halyomorpha halys)和互花米草(Spartina alterniflora)为例, 从模型的构建材料(即物种分布点和环境变量)入手, 全面阐述提高模型转移能力的策略。在构建模型之前, 需要充分了解入侵物种的生物学特性、种群平衡状态、本土地理分布范围及物种的生物历史地理等方面的知识。在模型构建环节上, 物种分布点不仅要充分覆盖物种的地理分布和生态空间的范围, 同时要降低物种采样点偏差; 环境变量的选择要充分考虑其对物种分布的限制作用、各环境变量之间的空间相关性, 以及不同地理种群间生态空间是否一致, 同时要降低环境变量的空间维度; 模型构建区域要真实地反映物种的地理分布范围, 并考虑种群的平衡状态。作者认为, 在生态位保守的前提下, 如果模型是构建在一个合理方案的基础上, 生态位模型的转移能力是可以保证的, 在以模型转移能力较低的现象来阐述生态位分化时需要引起注意。     

昆虫种群动态模拟模型

昆虫是动物界中最大的类群,与人类有着密切的利害关系。对昆虫的数量预测与符合经济和生态规律的管理,一直都被国内外列入重点研究课题。种群动态模拟是害虫管理中重要的基础工作。近十年来,关于昆虫种群动态模型的理论和实验研究进展迅速。现分别从单种种群和多种种群两个方面对国内外近些年来昆虫种群动态模拟模型的研究进展进行了概括和总结。单种种群从两个方面阐述:一是最基本的种群动态模拟模型Log istic方程的研究成果,包括方程的修正、参数的拟合与最优捕获策略等;另一个方面是对种群动态模拟常用的矩阵模型的概述,主要介绍不等期年龄组、矩阵维数的变化、矩阵维数与历期的关系、个体之间的发育差异以及发育速率差异等等对昆虫种群动态模型的影响。多种群主要从建模和模型应用两个部分对国内外研究成果进行综述。最后,对种群动态模拟模型研究的发展方向做了深入地讨论,即在原有的数据采集工作的基础上,使用面向对象程序设计语言,把各种要素包括各种物种及各种环境条件抽象成类,用消息传递来表示昆虫种群内个体与个体、昆虫种群与环境之间的相互作用,再结合先进的数学算法,建立一个直观的、操作简单的昆虫种群动态模型库,使模型结构与现实世界有最大的相似性。这样就可以实现昆虫种群动态的可视化、立体化、实时化和精确化的监测及预测。     

动物种群动态模型研究的进展与展望

动物种群动态模型经历了百余年的发展, 文章回顾和总结了其取得的丰富成果, 并展望其未来发展方向。种群动态包括种群数量动态和时空分布动态, 根据其形式和研究内容,可以将种群动态模型分为数量模型和空间模型。数学模型通过数学方程模拟种群数量的变化趋势, 它包括“J”型增长模型、“S”型增长模型和Lotka-Voltera模型等; 空间模型侧重于种群和生境的空间化表达, 包括异质种群模型、空间精确性种群模型和基于个体的种群模型等。种群动态模型在物种保护、气候变化和土地管理等方面都有成功应用。目前, 种群动态模型的空间描述能力不足, 未来与地理信息技术结合将有助于种群动态模型的进一步发展。     

用数学方法探究基因频率变化的活动设计

利用不同颜色的纸片模拟不同的"自然环境"和"猎物",让学生充当"捕食者"参与活动,以小组合作的方式来探究基因频率变化。实验结果表明,以小组合作的方式让学生进行数据统计、计算分析、绘制图表、交流讨论,能使其很好地理解种群、种群基因库和基因频率3个基本概念,使其深刻体验自然选择下种群基因频率的变化,并学会基因频率的计算方法。     

一类具有退偿增长曲线的生物种群的捕获优化问题

本文研究一类具有延偿增长曲线的生物种群,讨论了该种群的动力学性质及捕获问题,确定了最优捕获努力量、相应的种群密度和最大可持续捕获量、讨论了开放条件下的生物资源的管理。     

稻纵卷叶螟种群系统动态模拟

本文组建了稻纵卷叶螟种群系统模似模型,它由系统亚模型和总模型二个部分组成.系统亚模型包括发育、死亡和繁殖三个子模块.系统总模型是作者提出的新模型,它综合了前人所提出的种群模型的优点,以差分方程形式给出,以生理时间为单位,考虑了种群内个体间发育速率的差异,不仅能模拟种群数量动态,而且能模拟种群年龄结构,同时能预测发生期.模型有效性检验表明,模拟结果基本上能吻合实测结果.文中还对5个影响因子进行了灵敏性分析.     

稻纵卷叶螟种群系统动态模拟

本文组建了稻纵卷叶螟种群系统模似模型,它由系统亚模型和总模型二个部分组成.系统亚模型包括发育、死亡和繁殖三个子模块.系统总模型是作者提出的新模型,它综合了前人所提出的种群模型的优点,以差分方程形式给出,以生理时间为单位,考虑了种群内个体间发育速率的差异,不仅能模拟种群数量动态,而且能模拟种群年龄结构,同时能预测发生期.模型有效性检验表明,模拟结果基本上能吻合实测结果.文中还对5个影响因子进行了灵敏性分析.