生态学21课件.pptVIP

应用生态学——收获理论 收获理论 中心问题：了解收获后应保留多大种群和什么个体，以使种群的长期持续产量最大。 15.7.1 最大持续产量 ? 一种理论上预测最大持续产量的简单方法叫最大持续产量—MSY(maximum sustainable yield) 法。 最大净生产量发生在中等密度、种群中存在许多繁殖个体，而种内竞争又相对较低的情况下： （a）种群密度 （b）最大持续产量 （a）与种群密度相关的出生率和死亡率的变化，显示净补充量（出生率超过死亡率的部分）在中等种群密度条件下最大 （b）净补充量随密度的变化——补充量曲线。最大补充发生在密度Nm 最大持续产量MSY原理有以下限制： 1）假定一个恒定不变的环境和一条不变的补充量曲线； 然而在很多情况下，目标物种所处的生境并不是稳定的，由于自然或人为原因甚至可能发生很大的改变。各种尺度下的环境波动，可以影响到从某特定物种到全球生物的变化。 反映环境波动对目标种群影响的一个经典例子是秘鲁的鳀鱼。太平洋在南美海岸形成冷水上升流，使该水域具有很高的生产力和包括鳀鱼在内的大量鱼种。然而由于阶段性的厄尔尼诺现象发生时，太平洋流会反弹，阻断上升流，使渔业生产力大幅下降。 2、忽略了种群的年龄结构，不考虑繁殖成效随年龄的变化； 在最大可持续产量中，强调的只是个体的数目，却没有考虑在收获后，会对目标种群的繁殖能力产生的变化：如果收获产品中幼体占多，则可能将该种群推向年龄结构中的“下降型”，此时种群的繁殖能力就会随时间而逐减，即使在合适的收获频率下，为保持不变的收获量，就不得不增加收获强度，同样会导致目标种群的个体数逐减，甚至走向灭绝的边缘。 举例： 如一直为我国淡水鱼生产基地的洞庭湖地区，近年来随着湖区面积的逐渐缩小、污染加重水质变坏、捕捞技术得改进等多种原因，在不到短短一、二十的工夫，湖区所产淡水鱼的种类、尤其是产量甚至都发生了成倍的锐减！刚开始时，渔民为了保持产量，大力加强了捕捞强度，在很短的一段时间中，仅从量上看没有太大的差别，然而不久发现，所获的鱼尾变得越来越小，甚至连指头大小的鱼苗都不放过，鱼类资源面临耗竭的危机。至2002年4月，自古素为鱼米之乡的洞庭湖不得不开始了其历史上的第一次为期2个月的长期禁捕。 3、用于估测补充量曲线的种群数据通常并不很好； 由于对种群的定量观测研究是一件很困难的事情，在一个动态的环境条件下得到的数据本身就存在较大的误差，再在此基础上分析得出的补充曲线即使所用方法再好，结果也肯定会存在较大的出入。 尽管存在着许多的不足，MSY却一直是捕捞渔业、捕鲸业、野生植物和森林业的优势模型。动态库模型就明确考虑了不同年龄组的出生率、生长和死亡率等之间的差别，它理论上可以检测捕获不同大小个体的影响，为此发展应用了一些有用方法、措施。例如在捕获业通常可控制的一个方面是猎物的大小，如通过对鱼网的网眼大小的控制可以使鱼群有更多的个体——尤其是幼体——逃脱，以保持补充曲线尽量稳定。 15.7.1.1 MSY的计算 1）由逻辑斯谛方程dN/dt=rN(1-N/K)得知，种群的最大增加量发生在S曲线拐点即N=K/2时； 2）将N=K/2代入逻辑斯谛方程， 得: d(K/2)/dt=rK/2(1-K/2K)=rK/4； 3）因此，由逻辑斯谛增长方程估测的MSY=rK/4。 由逻辑斯谛增长方程估测的MSY=rK/4知，只要了解某一种群的环境容纳量K和瞬时增长率r两个参数，就能求出理论上的最大持续产量MSY和保持该产量的种群水平Nm。 （a）配额限制 （b）努力限制 （a）不同收获配额水平对种群的影响。箭头表示一定收获制度和密度条件下的种群轨线。黑点表示平衡点。仅有的稳定平衡出现在下列情况下：①种群灭绝 ②收获配额低而种群密度高 （b）不同收获努力水平对种群的影响。黑点表示平衡点。不管原来种群密度怎样，除过度努力导致种群灭绝外，所有平衡都是稳定的。 15.7.2 环境波动与种群结构 动态库模型（dynamic pool model）通过通过考虑不同年龄组的出生率、生长率和死亡率来改善模型性能。 运用动态库模型可理论上检测捕获不同大小猎物对猎物种群的影响。下图所示为应用动态库模型评价不同网眼大小和捕捞强度对大西洋鳕鱼种群影响的结果。 * 15.7.1.2 配额限制与努力限制 配额（quota）限制 ：控制在一定时期内收获对象个体的数量或生物量，允许收获者在每一季节或每年收获一定数量的猎物种。 努力(effort)限制 ：控制在一定时期内对猎