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实验模拟编制生命表
实验模拟编制生命表
班级环科1001团队陈意孟令伟
名字陈意学号10320121
指导教师王丽敏日期2012-4-26
实验模拟编制生命表
陈意
摘要:
通过投骰子来模拟动物的死亡过程,编制生命表,通过分析生命表的数据可获得存活曲线,死亡率曲线,生命期望等信息,根据曲线可以直观的了解种群的存活过程,死亡率的变化以及种群的发展趋势等,并且通过这些信息比较种群大小不同的生命表差异和比较模拟种群与所给参考种群的生命表差异。
关键词:
死亡率生命期望种群稳定最低种群密度
引言:
生命表(lifetable)是一种有用的工具,在生态学中,指死亡表和寿命表,用于简单而直观地反应种群存活和死亡过程的统计表。
通过编制生命表,可获得有关种群成活率、存活曲线、生命期望等有重要价值的信息。
根据生命表所列数字的来源和类型,可将生命表分为动态生命表(又称同生群生命表)、静态生命表(根据一次大规模调查,以不同年龄个体成活数作为基本数据列入表中)和综合生命表(在上述生命表中加入代表世代繁殖信息的数据)。
世界上第一张生命表是英国天文学家哈莱于1693年编制而成的。
20世纪90年代中国人民保险(集团)公司组织了大量的专家,成功地编制出《中国人寿保险业经验生命表》,并于1997年4月1日起正式运用于人寿保险业务的经营核算中。
本模拟实验通过投骰子来模拟动物的死亡过程,编制生命表,通过分析生命表的数据可获得存活曲线,死亡率曲线,生命期望等信息,并且比较种群大小不同的生命表差异和比较模拟种群与所给参考种群的生命表的差异。
一.实验目的
1.了解编制生命表的重要意义;
2.通过实验操作,掌握生命表的编制方法和各参数的计算方法;
3.通过生命表获得信息,学会分析生命表。
二.实验原理
依据生物性质划分年龄阶段(如1个发育期、1个月、1年、5年等)作为表中最左边的一列x,观察同一时期出生的同生群生物从出生到死亡各年龄段开始时的成活情况,将观测值nx列在x值右边一栏,根据这些观测值即可计算出表中其它栏目的数据。
动态生命表中数据栏目由左到右依次为:
x(年龄段);nx(x期开始时存活数目);lx(x期开始时存活率);dx(x到x+1期间的死亡数目);ex(x期开始时的平均生命期望或平均余年)。
各栏数据的关系如下:
三.材料与方法
(一)实验材料
60个骰子2个100ml烧杯直径20的培养皿记录表笔绘图纸等
(二)实验方法
1.用骰子数量代表所观察的动物的同生群,分别模拟种群大小为30和60。
2.通过投骰子来模拟动物的死亡过程,每颗骰子代表一个动物,所以开始时动物数为骰子总数,年龄记为0。
掷骰子规则为:
将烧杯中骰子充分混匀,一次全部掷出,观察骰子的点数,1,2,5,6点代表存活个体,3、4点代表死亡个体,投掷一次骰子代表1年。
将投掷次数作为年龄记在表1、表2的最左边一栏(年龄x)中,将显示1,2,5,6点的骰子数作为存活个体数记在表1、表2中的存活个体数nx一栏中;
3.将“死亡个体”去除,“存活个体”继续放回烧杯中重复以上步骤,直到所有动物全部“死亡”。
4.按上面公式计算生命表中其它各项的数值,完成表1、表2。
(三)实验室模拟生命表的主要指标
存活率死亡率生命期望
四.结果与分析
1.制作曲线
以年龄x为横坐标,分别以nx、lx、dx、qx、Lx、Tx、ex为纵坐标作曲线,
表130个骰子的生命表
年龄/年x
存活个体数nx
存活率lx
死亡数dx
qx
Lx
Tx
生命期望ex
0
30
1.000
9
0.300
25.5
89
2.967
1
21
0.700
5
0.238
18.5
63.5
3.024
2
16
0.533
5
0.313
13.5
45
2.813
3
11
0.367
0
0.000
11
31.5
2.864
4
11
0.367
4
0.364
9
20.5
1.864
5
7
0.233
3
0.429
5.5
11.5
1.643
6
4
0.133
0
0.000
4
6
1.500
7
4
0.133
4
1.000
2
2
0.500
8
0
0.000
0
0
0.000
表260个骰子的生命表
年龄/年x
存活个体数nx
存活率lx
死亡数dx
qx
Lx
Tx
生命期望ex
0
60
1.000
25
0.417
47.5
127
2.117
1
35
0.583
11
0.314
29.5
79.5
2.271
2
24
0.400
10
0.417
19
50
2.083
3
14
0.233
7
0.500
10.5
31
2.214
4
7
0.117
1
0.143
6.5
20.5
2.929
5
6
0.100
3
0.500
4.5
14
2.333
6
3
0.050
0
0.000
3
9.5
3.167
7
3
0.050
0
0.000
3
6.5
2.167
8
3
0.050
1
0.333
2.5
3.5
1.167
9
2
0.033
2
1.000
1
1
0.500
10
0
0.000
0
0
0.000
图130个骰子的模拟实验
图260个骰子的模拟实验
参考生命表
表3盘羊生命表
年龄(x)
lx
dx
Lx
Tx
ex
1000qx
0~1
655
41
634.5
4906.5
7.491
62.595
1~2
614
117
555.5
4272
6.958
190.554
2~3
497
10
492
3716.5
7.478
20.121
3~4
487
9
482.5
3224.5
6.621
18.48
4~5
478
9
473.5
2742
5.736
18.828
5~6
469
23
457.5
2268.5
4.837
49.041
6~7
446
34
429
1811
4.061
76.233
7~8
412
37
393.5
1382
3.354
89.806
8~9
375
48
351
988.5
2.636
128
9~10
327
79
287.5
637.5
1.950
341.59
10~11
248
92
202
350
1.411
370.96
11~12
156
88
112
148
0.949
564.103
12~13
68
64
32.5
36
0.529
941.176
13~14
4
1
3.5
3.5
0.875
250
14~15
3
0
0
0
图3盘羊头骨
2.比较种群大小不同的生命表差异
比较表1和表2,图1和图2:
生命存活曲线为均凹形,生命早期具有极高的死亡率,但是活到某一年龄,死亡率就变得低且较平稳,直到接近种群灭亡时死亡率迅速上升;种群越大,幼年期的死亡数越高,但死亡率较平稳,且存活的年限越长。
3.比较模拟种群与所给种群的生命表
比较表2和表3,图2和图3:
所给的参考种群生命表存活曲线为凸型,在接近生理寿命前只有少数个体死亡,与模拟生命表的存活曲线相反;所给的参考种群生命表在接近生理寿命前的生命期望比模拟生命表的生命周期要高很多,且死亡率比模拟种群生命表的平稳。
四.讨论
1.从种群大小不同的生命表差异来看,种群越大,死亡率越平稳,说明维持种群的稳定跟种群大小有很大的关系;两个种群在数量锐减的情况下均走向种群灭亡,说明维持种群的持续生存需要一个最低数量;大种群在幼年期的死亡数非常大,减到某一数值时又趋近平稳,说明种群的大小受外界条件的制约,在环境容纳量一定的情况下,种群数量超过这环境容纳量时,内部存在很强的竞争,通过种群内部的自动调节能力使种群回复到平衡和稳定。
2.从模拟种群与所给种群的生命表比较来看,所给的生命表生命期望比模拟的生命表期望高很多。
模拟的生命表是假定种群所经历的环境,有很大的偶然性,所以各项主要指标与所给的生命表相比显得不科学,而且模拟实验采集的数据不是很多,样品不足够代表整个种群的构成。
由于不同同生群之间出生率、死亡率不尽相同,容易出现较大的误差,所以模拟生命表要应用得法才会有价值。
3.所给种群和模拟最终走向衰落和灭亡的速度大大加快,究其原因,不仅是人类的过度捕杀,更是破坏野生生物的栖息地,剥夺了物种生存的条件。
另外,过低的种群数量因近亲繁殖而使种群的生育力和生活力衰退,种群内部的自我调节能力降低。
物种的持续生存,不仅需要有保护良好的栖息环境,而且数量要到达最低种群密度。
参考文献
【1】杨持.生态学【M】.北京:
高等教育出版社,2008,1
(2).
【2】左玉辉.环境学【M】.北京:
高等教育出版社,2010,1
(2).
【3】江海生,刘振河,袁喜才,等.海南岛南湾半岛猕猴种群数量动态及分布【J】.生态学报,1988,8
(1).
【4】孔繁翔.环境生物学【M】.北京:
高等教育出版社,2000.
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陈意
环科1001
10320121
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