濒危植物大花黄牡丹（Paeonia ludlowii）种群数量动态

运用种群静态生命表、存活曲线、生殖力表和Leslie矩阵模型,研究了西藏特有的濒危植物大花黄牡丹种群数量动态过程。静态生命表和种群存活曲线反映出大花黄牡丹在树龄10a之前和20～25a之间分别经历了强烈的环境筛和竞争自疏,20a左右为其生理寿命,35a左右为极限寿命;大花黄牡丹种群的净增长率、内禀增长率和周限增长率较低,表现为衰退型种群;Leslie矩阵模型的模拟结果表明,在20a内种群幼苗数量和总数量呈现出下降趋势,下降了大约30%;大花黄牡丹种群存活表现为Deevey-Ⅰ型,早期个体死亡极高,幼龄苗木严重不足;现行种群数量主要是靠自身的萌蘖繁殖来维持。导致大花黄牡丹濒危的可能原因是大花黄牡丹的生物学特性以及人为干扰。     

濒危植物大花黄牡丹(Paeonia ludlowii)种群数量动态

运用种群静态生命表、存活曲线、生殖力表和Leslie矩阵模型,研究了西藏特有的濒危植物大花黄牡丹种群数量动态过程。静态生命表和种群存活曲线反映出大花黄牡丹在树龄10a之前和20~25a之间分别经历了强烈的环境筛和竞争自疏,20a左右为其生理寿命,35a左右为极限寿命;大花黄牡丹种群的净增长率、内禀增长率和周限增长率较低,表现为衰退型种群;Leslie矩阵模型的模拟结果表明,在20a内种群幼苗数量和总数量呈现出下降趋势,下降了大约30%;大花黄牡丹种群存活表现为Deevey-Ⅰ型,早期个体死亡极高,幼龄苗木严重不足;现行种群数量主要是靠自身的萌蘖繁殖来维持。导致大花黄牡丹濒危的可能原因是大花黄牡丹的生物学特性以及人为干扰。     

根茎型木本克隆植物准噶尔无叶豆的种群数量动态

 根据根茎型木本克隆植物的特征, 不以种群的分株数量代表种群大小, 而尝试以不同茎级的根茎长度代表种群大小, 运用种群静态生命表、存活曲线、生殖力表和Leslie矩阵模型, 研究了准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum)的两个种群——A种群(46°31.09′ N, 88°33.06′ E, 紧邻乌伦古湖)和B种群(46°28.07′ N, 88°33.07′ E, 位于沙漠腹地)的种群数量动态。结果表明: 种群存活表现为Deevey-I型。A种群在中龄阶段受到的人为干扰较大, 死亡率出现高峰, 种群的净增长率(R₀)、内禀增长率(r_m)和周限增长率(λ)较低, 表现为衰退型种群, Leslie矩阵模型的模拟结果表明, 15 a内种群呈现下降趋势; B种群所受到的压力主要是干旱贫瘠的荒漠环境所导致的系统压力, 种群的R₀、r_m和λ值适中, 表现为缓慢增长型种群, Leslie矩阵模型的模拟结果表明, 15 a内种群呈现先下降、再上升的趋势。此外, 研究结果验证了Leslie矩阵模型可以扩展应用到根茎型木本克隆植物这类特殊生活型植物的种群数量动态研究上。     

濒危植物南川升麻种群数量动态的分析

运用种群静态生命表、生殖力表和Leslie矩阵模型,研究了中国特有的濒危植物南川升麻种群数量动态过程。结果表明,南川升麻种群为衰退型种群,种群的净增殖率、内禀增长率和周限增长率较低,种群世代周期偏长,在25a内种群幼苗数量和总数量呈现出持续下降的趋势。南川升麻种群经历了两次死亡高峰期,受到了环境筛的强烈过滤作用。     

濒危植物长柄双花木自然种群数量动态

 运用种群生命表、生殖力表、Leslie矩阵模型和时间序列预测分析方法,研究了濒危植物长柄双花木(Disanthus cercidifolius var. longipes)种群的动态变化过程,揭示了长柄双花木各龄级植株的数量动态规律。结果表明：长柄双花木为缓慢负增长型种群;种群的净增殖率、内禀增长率以及周限增长率都较低,世代平均周期较长;Leslie矩阵模型和时间序列预测分析均表明在未来50年内长柄双花木各年龄级种群数量会出现波动性的消长,但其种群总数将逐步下降。导致种群下降的主要原因可能是人为砍伐及由此造成的生境破碎化等。     

生境破碎化后濒危植物缙云卫矛种群的数量动态

运用种群静态生命表、生殖力表和Leslie矩阵模型,研究了重庆特有濒危植物缙云卫矛在北温泉、鸡公山和东温泉3个片断生境中种群的数量动态。静态生命表结果显示3个种群的最大龄级分别为14、13、9龄;相对于其它两个种群,北温泉种群表现出数量较多的幼苗,但同时该样地幼苗种群表现出较高的种群消失率（K_x）。种群生殖力表显示3个种群的净增殖率（R₀）均大于1,内禀增长率（r_m）均大于0,表明缙云卫矛种群可以完成自我更新,种群表现出正增长。Leslie矩阵模型对缙云卫矛种群进行的数量预测结果显示缙云卫矛3个种群20年后均表现出数量的增长,这与生殖力表显示的结果一致。缙云卫矛的濒危可能是其生境破碎化引起的。     

流苏石斛(Dendrobium fimbriatum)迁地保护种群的数量动态

运用静态生命表、生殖力表和Leslie矩阵模型,研究了保存于中国科学院西双版纳热带植物园兰科植物迁地保护区中的濒危物种流苏石斛种群数量动态过程,评价了流苏石斛的迁地保护效果.结果表明:迁地保护种群的年龄锥体为壶型锥体,种群的净增长率、内禀增长率和周限增长率较低,种群正处于下降态势;Leslie矩阵模型分析表明,在未来50年内,该种群各龄级的个体数及种群总数均表现出持续下降趋势.模型分析发现:1)迁地保护区模拟生境尽管适宜流苏石斛的生长,但由于附着在树上,中龄级个体先端产生的无性繁殖芽不能及时附着在附主上掉落死亡.因此,需要改善迁地保护区的生境条件,如增加岩石生境(流苏石斛野生种群几乎都是岩生的)使幼龄级个体脱落后能够顺利进入种群;2)种群下降的另一主要原因就是中龄级个体繁殖力太低.因此,建议加强对中龄级个体的管理提高繁殖能力以及深入研究实现种子的就地共生萌发,从根本上实现流苏石斛资源的保护.     

长瓣杓兰（Cypripedium lentiginosum）种群数量动态与生殖行为的相关性

尽管种群数量动态分析已广泛应用于濒危物种,但很少应用于中国兰科植物.根据中国云南特有的兰科物种长瓣杓兰(Cypnpedium lentiginosum)的生物学特征调查和生殖行为观察,计算出其各龄级的存活数、出现频率和子代数,描述其生殖行为和机制.利用基株出现频率计算其空间分布格局;利用其各龄级的存活数和平均生产子代数编制种群静态生命表和生殖力表、绘制存活曲线和年龄锥体,构建Leslie矩阵模型和连续增长模型N1=658e0.211t对种群数量动态过程进行预测;利用物候特征和传粉生物学观察结果分析其生殖行为和繁殖策略.在此基础上分析其生殖行为与其空间格局、年龄锥体和种群数量动态的关系.结果表明:长瓣杓兰的空间结构为成群分布,种群的年龄锥体属于金字塔-钟型锥体,种群存活表现为Deevey Ⅰ型;其种群的净增长率、内禀增长率和周限增长率较高,为增长型种群;种群增长受自身密度影响,连续增长模型不适用该种群的动态预测;引入密度制约因子构建的预测模型Nt=6000/(1 e2.094-0.211t)适用于其种群数量动态预测.长瓣杓兰的生殖行为表现在兼具无性繁殖和有性繁殖,无性繁殖不增加种群的个体数量,仅延续基株的寿命以维持现行种群数量和为有性生殖积累营养.有性繁殖通过花模拟繁殖地欺骗食蚜蝇进入唇瓣而传粉,致使54.37%±6.08%的花产生果实,果实产生充足幼龄植株并多数能进入有性繁殖阶段.有性繁殖在很长的一段时期多次生殖后代而成为种群发展的基础,显示出繁殖方式是影响种群数量动态变化的主要因素.其成功的生殖对策和这种对策在空间格局、年龄锥体上对种群数量动态的影响具有密切的相关性,表明长瓣杓兰的种群发展与其生物学特性相吻合,适生地的生长空间不连续性和狭窄成为其种群发展的制约因素,但该物种现在不需要也不适宜进行迁地保护.     

气候变暖致使墨兰（Cymbidium sinense）野外种群趋向灭绝

温室效应和气候变化通过影响植物生长发育和水分循环过程,对植物的生存产生重大影响,特别是与环境高度适应的兰科植物.通过对深圳野生墨兰(Cymbidium sinense)的生物学特征调查和生殖行为观察,计算出其各龄级的存活数、出现频率和子代数以及空间分布格局,编制种群静态生命表和生殖力表、绘制存活曲线和年龄锥体,构建Leslie矩阵模型、Levins模型和连续下降模型Nt=Nt-1-Nt-1e-2.329对种群数量动态过程进行预测,结合气象数据分析,以检验墨兰种群对气候变化的响应.结果表明:在气温上升引发相对湿度降低和降雨失衡形成干旱的环境条件下,墨兰表现出的空间结构为成群分布,种群的年龄锥体属于壶型锥体,种群存活表现近似于DeeveyⅠ型,种群的净增长率、内禀增长率和周限增长率很低,墨兰种群正处于下降态势.究其原因是,墨兰在生理上表现出对干旱的敏感和高温使光合速率下降,影响营养物质积累以及高温直接抑制花芽分化或造成花芽败育,从而影响了有性繁殖,减少了后代的生产.尽管其有性繁殖是通过花香和花外蜜吸引中华蜜蜂(Apis cerana)传粉,产生含有大量种子的果实.但只有少量种子可以在野外环境中萌发,而萌发出的幼苗大多数因干旱不能成长到有性繁殖阶段.墨兰的种群数量动态随气候的波动而波动的结果证明了气候暖化和降雨失衡引起的干旱影响着墨兰的生殖和生长过程,成为其种群发展的致死因子.这种作用的持续或进一步加剧将使墨兰在该地区消失,因此,有必要对该物种进行迁地保护或种质资源人工保存.墨兰对气候变化的响应应引起人们对全球暖化给植物生存所带来的威胁的关注.     

海南坡鹿种群生活史特征及种群动态趋势预测

本文应用生命表和Leslie矩阵等生活史常规研究方法,分析了生存于海南邦溪自然保护区的国家I级珍稀濒危哺乳动物海南坡鹿种群的年龄结构、特定年龄存活率、特定年龄繁殖率、初次产仔年龄、产仔季节、性比、寿命等重要生活史特征,并预测其种群动态趋势.邦溪海南坡鹿种群平均寿命4.6岁,雌性平均寿命略高于雄性,分别为4.7岁,4.4岁;雌性平均初次产仔年龄为24月龄;雌性平均性成熟年龄为16月龄;雌性最长繁殖寿命为8.5岁,雄性最长繁殖寿命约为4岁;成年雌性平均一年一胎,胎仔数为1;新生幼仔数量雄性大于雌性,性比为1.33∶1;种群动态生命表的分析结果表明,各年龄段雄性存活率高于雌性.幼体(0～2岁)死亡数雌性高于雄性,壮年成体(3～8岁)死亡数雄性高于雌性,老体(9岁～)死亡数两性几乎相等.雌性幼体受到较强的自然选择作用,体弱个体被淘汰;壮年雄体为繁殖付出较高的代价,死亡个体数量较高.Leslie矩阵预测结果表明,如果影响出生率和死亡率的因子不变,种群数量将逐年增长,周限增长率为λ≈1.011; 种群内禀增长率r≈0.012;种群世代增长率R0 ≈1.06;世代长度T≈5.12年.产仔时间为秋季与冬季,春、夏季节不产仔,此为适应海南岛独特的热带环境选择压力的结果.     

A matrix model for studying tsetse fly populations

Some characteristics of tsetse fly population dynamics were investigated using a matrix model. To take into account the peculiarities of the tsetse fly life cycle, the classic Leslie model was modified. Our model integrated the physiological age group of Glossina females, the pupal and adult survival rate and the pupal life span. The limit of the growth rate was studied and the results were satisfactory when compared with data of tsetse fly mass rearing. The effect of adult and pupal survival rates on the growth rate was examined and confirmed the importance of adult survival. The sensitivity analysis showed that the growth rate was particularly sensitive to change in the survival rate of young nulliparous females. This matrix model, directly accessible to the experimenter, enhanced our understanding of tsetse population dynamics.     

Partial life cycle analysis: a model for pre-breeding census data

Matrix population models have become popular tools in research areas as diverse as population dynamics, life history theory, wildlife management, and conservation biology. Two classes of matrix models are commonly used for demographic analysis of age‐structured populations: age‐structured (Leslie) matrix models, which require age‐specific demographic data, and partial life cycle models, which can be parameterized with partial demographic data. Partial life cycle models are easier to parameterize because data needed to estimate parameters for these models are collected much more easily than those needed to estimate age‐specific demographic parameters. Partial life cycle models also allow evaluation of the sensitivity of population growth rate to changes in ages at first and last reproduction, which cannot be done with age‐structured models. Timing of censuses relative to the birth‐pulse is an important consideration in discrete‐time population models but most existing partial life cycle models do not address this issue, nor do they allow fractional values of variables such as ages at first and last reproduction. Here, we fully develop a partial life cycle model appropriate for situations in which demographic data are collected immediately before the birth‐pulse (pre‐breeding census). Our pre‐breeding census partial life cycle model can be fully parameterized with five variables (age at maturity, age at last reproduction, juvenile survival rate, adult survival rate, and fertility), and it has some important applications even when age‐specific demographic data are available (e.g., perturbation analysis involving ages at first and last reproduction). We have extended the model to allow non‐integer values of ages at first and last reproduction, derived formulae for sensitivity analyses, and presented methods for estimating parameters for our pre‐breeding census partial life cycle model. We applied the age‐structured Leslie matrix model and our pre‐breeding census partial life cycle model to demographic data for several species of mammals. Our results suggest that dynamical properties of the age‐structured model are generally retained in our partial life cycle model, and that our pre‐breeding census partial life cycle model is an excellent proxy for the age‐structured Leslie matrix model.     

沙地云杉种群增长预测模型研究

 本文以沙地云杉种群的静态生命表、生殖力表为基础,运用Leslie种群增长模型,预测了小腾格里沙地白音敖包地区有代表性的藓类云杉林中云杉种群的动态增长过程,揭示了沙地云杉各龄级植株的动态规律。结果表明：沙地云杉为缓慢增长型种群;种群的净增殖率、内禀增长率及周限增长率较高,而种群的世代周期及加倍时间偏低;在50年内种群1年生幼苗的数量及种群的总数量表现出持续递增的趋势,且种群总数目的变化幅度较小。     

湖北赛武当国家级自然保护区金钱槭(Dipteronia sinensis)种群的数量动态

金钱槭(Dipteronia sinensis)是我国特有的珍稀植物。为探究其种群的数量动态变化规律, 以湖北赛武当自然保护区金钱槭种群为研究对象, 通过样地调查, 编制了金钱槭种群的静态生命表并绘制其存活曲线、死亡率曲线、消失率曲线以及4个生存函数曲线, 同时结合种群年龄结构的数量变化动态和时间序列分析方法来探讨金钱槭种群的数量动态。研究表明: 1)金钱槭种群年龄结构存在一定的波动性, 其幼龄阶段的个体较多, 中龄次之, 成龄的个体数量最少; 种群的生存曲线更接近于DeeveyⅢ型。2)金钱槭种群的生存率呈现单调下降的趋势, 而累积死亡率呈现单调上升的趋势。3)金钱槭种群的死亡密度曲线和危险率曲线的走向相一致, 但是危险率的值都比死亡密度的值略大一些。4)时间序列分析显示金钱槭种群在3、6、9年后的数量预测中整体上呈现出小幅度增长的趋势, 并且种群动态指数>0, 表明金钱槭种群为增长型种群。研究结果为进一步保护金钱槭提供依据。     

陕西不同地区栓皮栎种群年龄结构动态模型的研究

栓皮栎种群动态模型能阐明其自然种群动态的规律,揭示种群的内在机制和对种群行为进行预测。矩阵模型是一种i状态分布方法,依靠矩阵形式来处理种群的特征分布,可以模拟和预测种群中各个年龄组的数量动态和年龄结构的变化,它能够从目前已知的年龄结构及种群的生存率和生育率,来推测种群的未来年龄结构。在研究栓皮栎种群动态时,也借用该模型对栓皮栎种群各年龄组的结构和数量动态作出预测。Leslie矩阵模型就是该模型中的一种,利用该模型的理论和方法,对栓皮栎种群的自然变化过程进行了模拟和预测。结果发现,从分布中心到分布边缘,随着生境的差异,栓皮栎种群产生幼苗的年龄级、内禀增长率、生育力和幼苗的数量都发生变化,预测结果与实际反映的情况基本一致,表明Leslie矩阵模型是一种较为理想的反映种群动态的模型。模型表达形式简单,参数生态学意义确切,应用精度高,从而达到准确预测栓皮栎种群动态的目的。