您当前的位置:首页 > 政策法规

长江江豚种群预测

2018-08-27 18:35:39

摘要

对长江江豚的生长现状进行了分析,采取改进的莱斯利模型对未来几年长江江豚的数量进行了预测,并用席勒模型对长江江豚的死亡率进行了估计。

关键词莱斯利模型;Siler模型;出生率;量化人类活动

中图分类号S937文献标识码A文章编号(2015)

长江江豚近年来在我国引发关于生态的讨论热潮。2006年,约40位科学家聚集1堂,寻觅长江江豚的踪影,却一无所获。2007年,长江江豚成为长江中唯一的豚类动物。作为窄脊豚类的子类,长江江豚主要分布于长江中下游。因其可爱的外形而被称为“扬子江仙子”。然而,调查发现长江江豚的数量正急剧减少,栖息地减少导致连续种群的断代,普遍的多样性降低,未来的某一天长江江豚有可能会走向灭绝。

众所周知,江豚的唯一栖息地是我国中部的“黄金水渠”。这片地带生活着数以百万依赖农业、水产业和工业的人们,不幸的是货船来往的噪音、非法捕鱼以及“三峡大坝”之类的水利工程都对江豚的生存构成了巨大的威胁。长江江豚的数量1991年还有超过2 550只,2006年长江江豚数量已不到1 225只,江豚的数量大幅下降。为了解长江江豚的生存现状以及江豚数量的减少的实际速度,笔者建立了一个数学模型,并尝试对人类活动进行量化,研究人类活动对长江江豚数量的影响,并预测其种群变化。

1材料与方法

1.1样本收集

长江江豚的采集地点如图1所示。

1.2方法

1.2.1莱斯利模型。

长江江豚的繁殖数量随着个体年龄的不同而变化很大,使用莱斯利模型作为研究的主要框架,因为莱斯利模型[1]在处理这类问题时有着出色的表现。比如,2个相同范围的不同人类种群,1个群体年龄主要是20岁,另1个群体年龄主要是50岁,不同种群增长速度不同。年龄结构是很重要的。人类在具有生殖能力前要经历很长的时间,在性成熟后特定时代的不同社会因素或鼓励或抑制新生儿的出现,终究还有年长女性的绝经限制了繁殖。

为了获得这些因素对种群增速的影响,通过建立5个年龄分层的人类模型进行分析:

x1(t)=时间t时刻,年龄在0~14岁的个体数量;

x2(t)=时间t时刻,年龄在15~29岁的个体数量;

x3(t)=时间t时刻,年龄在30~44岁的个体数量;

x4(t)=时间t时刻,年龄在45~59岁的个体数量;

x5(t)=时间t时刻,年龄在60~75岁的个体数量。

此外,可以额外设1个超过75岁的年龄阶层,当然也可以直接假设没有人能超过75岁。使用15年作为时间跨度,可以建立以下方程:

x1(t+1)= f1x1(t)+ f2x2(t)+ f3x3(t)+ f4x4(t)+ f5x5(t)

x2(t+1)=τ1,2x1(t)

x3(t+1)=τ2,3x2(t)

x4(t+1)=τ3,4x3(t)

x5(t+1)=τ4,5x4(t)

式中,fi代表第i年龄阶层的父母15年的生育率,τi,i+1 代表第i个阶层的人能成功活到第i+1个阶层的生存率。由于1对父母可能在不同的年龄的分层,处理时将它们的子女分一半分别分到不同的组中。

利用矩阵表示,xt+1=Pxt,其中

xt=(x1(t),x2(t),x3(t),x4(t)金鹰江韵名苑
,x5(t))

是子群在时刻t的列向量,且

P=

f1f2f3f4f5

τ1,20000

0τ2,3000

00τ3,400

000τ4,50

是投影向量。

在长江江豚种群中,繁殖量随着年龄变化而变化,所以莱斯利模型很合适研究这个问题。

然而,在进行下一步前需要解决不够精确的问题。使用的所有死亡年龄数据(共279个江豚)都来自于长江中下游搁浅的随机收集。此外,由于只有身体长度和性别数据,通过查阅文献中江豚的特征,张先锋[2]使用68个江豚的有关数据推断出一个年龄跨度曲线。江豚的年龄X和身体长度(男性用Lm表示,女性用Lf表示)的关系由以下公式表示:

Lm=114.445 8x0.141 0

Lf=116.251 9x0.094 7

由此,可以得到数据样本的精确年龄分布(表1)。

1.2.2死亡率:席勒模型。

使用莱斯利模型关系的另一个

问题是江豚的生存率(死亡率)。由于关于生存率的历史数

历史生命参数年龄范围文献来源

成熟年龄4.5~5.5[]

生产间隔1.41~1.43[2,5]

寿命18~21[3]

据差异很大,因此无法直接运用这些历史数据参数。应用席勒的生存的竞争风险模型[6]来估算江豚的生存率。使用席勒的1模型是因为它曾准确描写了哺乳动物的生存和死亡率[]。

参考文献

[1]

MEI Z G,HUANG S L,HAO Y J,et celarating population decline of Yangtze finless porpoise[J].Biological Conservation,2012,153:.

[2] 张先锋.江豚的年龄鉴定、生长和生殖研究[J].水生生物学报,1992(4):中铁逸都国际
.

[3] GAO A, ZHOU K Y. Growth and reproduction of three populations of finless porpoise [J].Aquat Mammals, 1993, 19:.

[4] HAO Y J,CHEN D Q,ZHAO Q Z,et rum concentrations of gonadotropins and steroid hormones of Neophocaena phocaenoides asiaeorientalis in middle and lower region of the Yangtze River[J].Theriogenology, 2007, 67:.

[5] ZHANG X F,WANG K pulation viability analysis for the Yangtze finless porpoise[J].Acta Ecologica Sinica, 1999, 19: .

[6] SILER W.A competing risk model for animal mortality[J].Ecology,1979,60:.

[7] BARLOW J,BOVEN deling agespecific mortality for marine mammal populations[J].Mar Mammal Sci,1991,7(1):.

[8] STOLEN M K拖挖机平板带随车吊
,BARLOW J.A model life table for bottlenose dolphins(Tursoips truncatus) from the Indian River laggon system,Florida,USA[J].Mar Mammal Sci,2003,19(4):.

Smartscope
推荐阅读
图文聚焦