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。     

裂叶沙参和泡沙参种群有性生殖和无性繁殖的比较

通过对裂叶沙参(Adenophora lobophylla Hong)和泡沙参(A.potaninii Korsh.)种群有性生殖和无性繁殖特性的对比,揭示濒危植物裂叶沙参的种群内部致濒机制。结果表明:裂叶沙参种群幼苗抢占草本层上层空间能力弱于泡沙参种群;裂叶沙参种群是以相对长的生殖期和高产籽量来适应环境;裂叶沙参种群开花结实量虽高于泡沙参种群,但其中成熟种子少,种子质量差,致使其种群由种子到一年生幼苗的转化率极低,并且幼苗生活力弱,是导致其种群濒危的重要内部原因。裂叶沙参种群除有性生殖外还兼有较弱的无性繁殖,是对其有性生殖的一个重要补充。     

库姆塔格沙漠典型植物种群年龄结构特征*

基于实地调查,依据基径和高度分级数据,通过年龄锥和年龄结构拟合函数分析库姆塔格沙漠3个典型种群的年龄结构特征和种群生长状态及发展趋势。结果表明:梭梭种群年龄结构呈反"J"型曲线,目前属于稳定增长型种群,但因其幼苗数量相对较少使其增长受限;沙生柽柳种群年龄结构呈"铃"型曲线,虽然表现出类似稳定型种群特征,但由于幼龄植株数量很小,中龄级的植株数量比例较大,种群存在衰退威胁;胡杨种群年龄结构具有一定的特殊性,呈反转"S"型曲线,中、大龄级植株数量保证了种群能够维持一定的稳定状态,而幼龄级数量较大,使种群具有一定的增长潜力。3个典型种群各自年龄结构特征使其面临着不同程度的生存威胁,必须采取不同的保护措施以维持种群结构的稳定和发展。     

繁殖期根田鼠种群密度对其种群统计参数及个体皮质酮水平的作用

为探讨引起种群密度制约的近因,本研究通过在野外建立的4个面积为50 m×30 m的封闭围栏,研究了繁殖期根田鼠种群密度对其种群统计参数及个体皮质酮水平的作用.在围栏设置高密度和低密度种群,测定了繁殖期根田鼠种群密度对种群补充率、存活率、变化率及个体皮质酮水平的作用.高密度种群的补充率和变化率较低密度种群显著降低,但其种群建群者存活率和子代存活率较低密度无显著变化.种群补充率和变化率分别与种群建群者数量呈显著回归关系.高密度处理建群者的血浆皮质酮含量和脾脏指数均显著高于低密度处理.上述结果说明,繁殖期根田鼠种群对其补充率和变化率存在密度制约作用,围栏种群建群者的数量是产生密度制约的唯一制约因子.密度制约与社群应激之间存在密切关联.社群应激可能是种群产生密度制约的近因之一.     

元宝山南方红豆杉克隆种群分布格局的分形特征

南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)是提取抗癌药物紫杉醇的珍贵资源植物。分布于广西元宝山自然保护区的南方红豆杉,自然状态下以克隆繁殖方式进行种群更新,研究其种群克隆生长的空间分布格局,可揭示种群克隆繁殖特性和生态适应机制,对南方红豆杉这一珍稀濒危物种的保护和管理具有重要意义。利用分形理论中的计盒维数和信息维数,对元宝山的南方红豆杉克隆种群空间分布格局的分形特征进行了分析,结果表明:种群空间分布格局存在分形特征,其计盒维数介于0.993 1~1.353 1之间,信息维数介于1.350 8~1.652 1。南方红豆杉克隆种群格局的计盒维数远离最大理论维数值2,种群总体对空间的占据能力较弱。克隆构型指数与种群计盒维数密切相关。分析结果显示,克隆构型趋于“密集型”的种群具有较强的空间占据能力,而克隆构型趋于“游击型”的种群其空间占据能力较弱。信息维数与种群的集聚强度密切相关,其差异反映了种群格局强度的变化,较大的信息维数反映种群个体的集聚强度较高,而较小的信息维数则反映出种群个体间的集聚强度较弱,其维数值大小与分株种群数量、分株种群斑块的空间配置密切相关。     

濒危植物羽叶丁香种群结构与动态特征

羽叶丁香(Syringa pinnatifolia Hemsl.)是中国特有的珍稀濒危物种,首次对中卫香山和贺兰山甘沟保护区两地的天然种群进行调查,通过建立种群静态生命表,绘制种群存活曲线描绘其种群结构特征,利用种群数量动态预测和时间序列分析定量研究其未来的发展趋势。结果显示,中卫香山种群属于增长型,贺兰山甘沟种群属于衰退型,二者对外界干扰均比较敏感。两地羽叶丁香种群均不同程度地缺乏幼苗,种群发展主要靠中老龄个体维持,存活曲线都趋向于Deevey-Ⅱ型,死亡率曲线和危险率曲线均显示随着年龄的增长,各龄级呈波状上升趋势,且中卫香山种群波动更明显,生存分析也显示中卫香山种群更早进入衰退期,结合生境气候条件,贺兰山甘沟地区更适宜羽叶丁香的生存。动态指数和时间序列分析显示羽叶丁香种群具有前期缺乏,中期稳定,后期衰退的动态特征,幼龄个体的缺乏是导致其濒危的重要原因之一。因此,建议在目前封山育林保护基础上,加强羽叶丁香高效繁育技术研究,并适当进行人工抚育,以保证其种群的正常更新。     

哺乳动物种群系统时空变异性透视

综述了数学和统计学对哺乳动物种群系统生态学过程与环境随机过程交互作用的研究进展,以及种群波动同步性的Moran原理及效应。自然种群最普遍的现象是其数量在时间和空间上的变异性。在不同种群之间,种群大小的波动方式存在显著的差异。阐明和理解这种差异,探讨其随环境条件而改变的潜在规律,是种群和群落生态学的主要挑战之一。种群变异性存在空间分量,在相对大的距离内,种群的波动常同步发生。对种群内部密度制约过程与诸如环境变异性等外部因子交互作用的检验正在成为哺乳动物种群系统生态学领域关注的论题。     

印楝素乳油对小菜蛾种群的控制作用模拟

应用害虫种群系统控制控制的状态空间方程和作用因子添加分析法,模拟1％印楝素乳油对小菜蛾种群的控制作用,结果表明,印楝素浮油对小菜蛾种群的控制机理,主要是对小菜蛾成虫的显忌避作用,尤其是在种群发展的初期,由于其显的忌避作用,降低田间卵量,使其种群数量明显降低下来,有效控制其为害。     

羊草(Leymus chinensis)种群无性系种群动态的初步研究

本文根据１９８５－１９９０年在天然羊草种群无性系的观测与统分析,在研究羊草种群性系生活周期的基础上,探讨了其种群动态,建立了用转移概率矩阵表示的种群动态模型。通过用两种营养繁殖系数Ｒｖ１和Ｒｖ２模拟种群密度变化,发现用转移概率矩陈种群动态模型和现存种群营养繁殖系数Ｒｖ２预测羊草种群密度。     

刺五加种群生态学的研究 Ⅱ．刺五加的种群统计

在３种天然次生林类型中,以刺五加的无性系小株为统计单位,编制该种群的生命表,分析其种群动态．结果表明,刺五加种群有２个死亡率高峰,在不同的森林群落中其死亡强度有较明显差异．种群的总亏损度不同,这些都与群落生境有关．该种群的存活曲线趋近于ＤｅｅｖｅｙⅢ型．     

广西木论自然保护区掌叶木种群结构与分布格局

掌叶木(Handeliodendron bodinieri),是残遗于我国石灰岩地区的单种属特有种之一.因人为影响,生境特殊及自身特性,资源稀少,被列为国家一级重点保护野生植物.为了解掌叶木种群结构与动态以及空间分布格局特征,采用样地并结合无样地取样技术对掌叶木种群进行调查,绘制径级结构和高度级结构图、应用点格局进行分析,并采用Ripley's K(d)函数有效地描述种群空间属性.同时采用点到点距比率法进行格局计算.结果表明,掌叶木种群幼苗严重不足,种群呈衰退趋势;种群空间分布主要呈随机分布;掌叶木种群的分布格局受物种本身的繁殖特性、岩溶石山的生境特点以及种内种间的竞争等的共同影响.     

Comparative Studies of Sexual Reproduction and Asexual Propagation Between Populations of Adenophora lobophylla and A. potaninii

To reveal the internal mechanism which lead to the endangerment of the AdenophoUa lobophylla Hong population, comparative studies of sexual reproduction and asexual propagation between the populations of A. lobophylla and A. potaninii Korsh were carried out. Young seedlings of A. lobophylla had less ability to occupy the uper space of the herbaceous layer than those of A. potaninii. The A. lobophylla population produced much more seeds and lived a long reproductive life to adapt the ambient environment. Though the number of flowers and fruits of A. lobophylla population was more than those of A.potaninii population, the number of its ripe seeds as well as the quality was less. Thus, the development rate from its seeds to one-year old seedlings was very low, and viability of its young seedlings was very poor. This could be the important factor causing the imminent population endangerment of A. lobophylla. Besides the sexual reproduction, the A. lobophylla population also had a comparatively tiny ability of asexual propagation, which was advantageously complementary to its sexual reproduction.     

A Dynamical Model of Biological Population Under the Variation of Resource and Its Numerical Analysis

1IntroductionTheLogisticequationofpopulationgroanisaclassicalmodeld~bingthePOPulationdy~cs,itisconSiderasthefundamentalthaiofPOPulationd~cs(May,1974).Inthebeisticmodel,thegrowth~ourofpopulationdependsonthebiolodedspeCies'intrinsicrateofincreaseandthe~lugCapaCityofenvironxnent.Therearetwoqueshonswoadinvestigatingfabler.First,dasapopulationreachitSintrinsicrateonlywhenthePOPulatonsizeisequaltozero?hand,isthe~lugcapadtyofenvironmentaconStantwhichcanbedet~nedinadvance?Infact,anypopulationc…     

河北塞罕坝秋季黑琴鸡种群密度调查

2009年10月对河北塞罕坝地区的黑琴鸡(Lyrurus tetrix)秋季种群密度进行了专项集中调查。结果表明,秋季种群密度为2.20只/km2;与历史资料对比,该地区黑琴鸡种群密度呈明显下降趋势;种群分布发生了变化;繁殖基数、繁殖成功率下降和秋季猎捕是造成黑琴鸡秋季数量下降的主要因素。目前,加强管理、阻止盗猎活动是保护当地黑琴鸡种群的最有效措施。     

大头茶种群循环更新的动态研究

对大头茶种子雨和种子库、种子萌发过程、幼树生长时空动态研究表明,大头茶种群的更新过程可分为林窗期相、过渡期相、最适期相和终止期相;更新过程中种群在更大的时空尺度上表现为循环更新;种群对光资源的竞争是循环更新的动力之一,循环更新又与种群的生态适应对策密切相关．     

种群统计随机性和环境随机性对种群绝灭的影响

影响种群绝灭的随机干扰可分为种群统计随机性、环境随机性和随机灾害三大类。在相对稳定的环境条件下和相对较短的时间内,以前两类随机干扰对种群绝灭的影响为生态学家关注的焦点。但是,由于自然种群动态及其影响因子的复杂特征,进一步深入研究随机干扰对种群绝灭的作用在理论上和实践上都必须发展新的技术手段。本文回顾了种群统计随机性与环境随机性的概念起源与发展,系统阐述了其分析方法。归纳了两类随机性在种群绝灭研究中的应用范围、作用方式和特点的异同和区别方法。各类随机作用与种群动态之间关系的理论研究与对种群绝灭机理的实践研究紧密相关。根据理论模型模拟和自然种群实际分析两方面的研究现状,作者提出了进一步深入研究随机作用与种群非线性动态方法的策略。指出了随机干扰影响种群绝灭过程的研究的方向：更多的研究将从单纯的定性分析随机干扰对种群动力学简单性质的作用,转向结合特定的种群非线性动态特征和各类随机力作用特点具体分析绝灭极端动态的成因,以期做出精确的预测。     

棉田烟粉虱种群的空间格局

在转Bt基因棉花（国抗22号）和对应的常规亲本棉（泗棉3号）棉田中对烟粉虱的垂直分布和水平分布格局进行了调查.结果表明,7月份烟粉虱成虫在棉株垂直方向上分层不明显;8月份以后,棉株上层虫口密度显著高于中层和下层.在水平分布上,烟粉虱成虫和若虫的空间格局基本相同,种群密度较低时呈均匀分布,较高时呈聚集分布,且种群密度越高,聚集强度越大.从整个发生期间看,烟粉虱成虫和若虫都处于扩散和聚集交替进行的动态过程中.国抗22号和泗棉3号棉田烟粉虱的空间格局基本一致.     

Effects of canopy gaps on the demography of the subcanopy tree Styrax obassia

Abstract. To evaluate the gap dependency of the subcanopy tree species Styrax obassia, we estimated the demographic parameters of this species in a permanent plot in the Ogawa Forest Reserve, Central Japan, a temperate deciduous forest. From the data collected over eight years, we constructed four transition matrix models of Styrax: a whole population; a shaded subpopulation; a gap-site subpopulation; a compound population of shaded and gap-site subpopulations. The whole-population model suggested that the population structure of Styrax is stable in its present condition. The asymptotic population growth rate of the shaded subpopulation was larger than 1, suggesting that this species can maintain its population even under shaded conditions. The elasticity analyses showed the relative importance of survival of adult individuals that stay mostly under a closed canopy. Since the subpopulation in gaps is very small in a mature forest, the contributions of high seedling survival and high fecundity of adult trees in gaps to the whole population growth were smaller than the survival of adult individuals in the shade. Although we showed that this species has the potential to increase its population in larger disturbances, it actually dominates in the study site where the disturbance scale is relatively small. Styrax should be classified as a typical shade-tolerant species, and it also takes good advantage of small scale disturbance. It can sufficiently maintain its population in a mature forest with small-scale disturbances and has the adaptive characteristics of species that live under a closed canopy.     

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。     

On some principles of evolution viewed as a stochastic process

From current stochastic models of population evolution it may be concluded that all populations of limited size will asymptotically die out. This conclusion underestimates the power of genetic evolution. In the model described in this paper, the infinitely long existence of a population of limited size is possible through its increased fitness due to the infinite perfectability of its genetic structure. Definitions of some population features, which generalize variability of known evolving units (mutation), inheritance, selection and ability to widen the range of environmental conditions where existence is possible, are introduced. It is shown that the presence of each of these features in a population of limited size is the condition necessary for its asymptotic non-extinction with positive probability. The necessary and sufficient condition that there be a positive probability that a population will not ultimately become extinct is also obtained.