主题
Search

预期寿命


一个 l_x 表格是一个数字列表,用于计算预期寿命。

xn_xd_xl_xq_xL_xT_xe_x
010002001.000.200.902.702.70
18001000.800.120.751.802.25
27002000.700.290.601.051.50
35003000.500.600.350.450.90
42002000.201.000.100.100.50
5000.00--0.000.00--
sum10002.70

x: 年龄类别 (x=0, 1, ..., k)。这些值可以使用任何方便的单位,但必须选择单位,以使观察到的最长寿命不超过类别 k-1

n_x: 普查规模,定义为研究人群中存活到年龄类别 x 开始时的个体数量。因此,n_0=N (总人口规模) 和 n_k=0

d_x: =n_x-n_(x+1); sum_(i=0)^(k)d_i=n_0。粗死亡率,衡量在年龄类别 x 内死亡的个体数量。

l_x: =n_x/n_0。存活率,衡量存活到年龄类别 x 开始时的个体比例

q_x: =d_x/n_x; q_(k-1)=1。比例死亡率,或“风险”,衡量存活到年龄类别 x 开始时并在该类别内死亡的个体比例。

L_x: =(l_x+l_(x+1))/2。中点存活率,衡量存活到年龄类别 x 中点时的个体比例。请注意,如果存活率在年龄类别内是非线性的,则简单的平均公式必须替换为更复杂的表达式。总和 sum_(i=0)^(k)L_x 给出了整个研究人群所经历的年龄类别总数。

T_x: =T_(x-1)-L_(x-1); T_0=sum_(i=0)^(k)L_x。衡量所有存活到年龄类别 x 开始时的个体剩余的年龄类别总数。

e_x: =T_x/l_x; e_(k-1)=1/2。预期寿命,即存活到年龄类别 x 开始时的个体,剩余到死亡的平均年龄类别数。

对于所有 xe_(x+1)+1>e_x。这意味着总预期寿命单调递增。例如,在上表中,一岁儿童的平均死亡年龄为 2.25+1=3.25,而新生儿为 2.70。实际上,老年人的死亡年龄分布是以他们已存活到当前年龄为条件的。

通常将存活率研究为 l_xx 的半对数图,称为 存活曲线。所谓的 l_xm_x 表格可用于计算种群的平均世代时间。下面展示了两个 l_xm_x 表格。

种群 1

xl_xm_xl_xm_xxl_xm_x
01.000.000.000.00
10.700.500.350.35
20.501.500.751.50
30.200.000.000.00
40.000.000.000.00
R_0=1.10sum=1.85
T=(sumxl_xm_x)/(suml_xm_x)=(1.85)/(1.10)=1.68
(1)
r=(lnR_0)/T=(ln1.10)/(1.68)=0.057.
(2)

种群 2

xl_xm_xl_xm_xxl_xm_x
01.000.000.000.00
10.700.000.000.00
20.502.001.002.00
30.200.500.100.30
40.000.000.000.00
R_0=1.10sum=2.30
T=(sumxl_xm_x)/(suml_xm_x)=(2.30)/(1.10)=2.09
(3)
r=(lnR_0)/T=(ln1.10)/(2.09)=0.046.
(4)

x: 年龄类别 (x=0, 1, ..., k)。这些值可以使用任何方便的单位,但必须选择单位,以使观察到的最长寿命不超过类别 k-1 (如在 l_x 表格中)。

l_x: =n_x/n_0。存活率,衡量存活到年龄类别 x 开始时的个体比例 (如在 l_x 表格中)。

m_x: 个体在年龄类别 x 产生的平均后代数量。sum_(i=0)^(k)m_x 因此表示寿命最长的个体产生的平均终生后代数量。

l_xm_x: 个体在年龄类别 x 内产生的平均后代数量,并按存活到该年龄类别开始时的概率加权。sum_(i=0)^(k)l_xm_x 因此表示研究人群的成员产生的平均终生后代数量。它被称为每代的净繁殖率,通常表示为 R_0

xl_xm_x: 一列,根据后代出生时其父母的年龄,对前一列中计算的后代进行加权。因此,比率 T=sum(xl_xm_x)/sum(l_xm_x) 是种群的平均世代时间。

马尔萨斯参数 r 衡量单位时间的繁殖率,可以计算为 r=(lnR_0)/T。对于呈指数增长的人口,时间 t 时的人口规模 N(t) 由下式给出

 N(t)=N_0e^(rt).
(5)

在上面的两个表格中,种群具有相同的繁殖率 R_0=1.10。然而,种群 2 中向较晚繁殖的转变增加了世代时间,从而减缓了 人口增长 的速度。通常,即使繁殖率大幅降低,稍微延迟繁殖也会比大幅降低繁殖率更强烈地降低 人口增长


另请参阅

贡珀茨曲线, Logistic 映射, 梅克汉姆曲线, 马尔萨斯参数, 人口增长, 存活曲线

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

斯坦豪斯,H. 数学快照,第 3 版。 纽约:多佛出版社,第 294-295 页,1999 年。

在 Wolfram|Alpha 中引用

预期寿命

请这样引用

韦斯坦,埃里克·W. “预期寿命。” 来自 MathWorld—— Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/LifeExpectancy.html

主题分类