出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』「2014/01/18 00:55:38」(JST)
人口動態学 (じんこうどうたいがく、英語: Population dynamics) は人口の規模と年齢構成、それに伴う生物学的な環境の変化に関する短期的、長期的変化を研究する生命科学の一分野である。人口動態学は人口が出生率と死亡率、移出率と移入率に影響を受ける過程に関して研究する学問であり、人口高齢化や人口減少(英語版)などを扱う。
人口動態学の一般的な数学モデルの一つに指数関数的増加(英語版)モデルがある[2]。指数関数的増加モデルを用いることで、既に存在する人口に対し、任意の与えられた人口に関する変動率を求めることが可能となる[2]。
人口動態学は伝統的に数理生物学の一分野として研究されてきた学問であり、数理生物学としての研究は210年以上の歴史を持つ。しかし、近年では数理生物学が対象とする分野は非常に広範囲に渡るようになっている。人口動態学の最初の原理はマルサスのマルサスモデル(英語版)であると広く認識されている。初期の方法としては19世紀前半にマルサス成長モデルを定義しなおし修正を行ったベンジャミン・ゴンペルツ(英語版)やピエール=フランソワ・フェルフルストの研究が有名である。
より一般的なモデルとしては1959年にF.J.リチャーズにより提唱され、サイモン・ホプキンス(英語版)により拡張されたモデルが有り、これはゴンペルツやフェルフルスト、ルートヴィヒ・フォン・ベルタランフィが提唱していた数理モデルを一般化したものである。 ロトカ=ヴォルテラ方程式もまた人口動態学の基礎となる有名なモデルである。コンピュータゲームのシムシティやMMORPGのウルティマオンライン、その他様々なゲームはこれらのモデルをシミュレーションモデルとして使用している。
過去30年間において、人口動態学ではジョン・メイナード=スミスにより初めて提唱された進化ゲーム理論がこれを補完している。この理論のもとでは、生物進化の概念は決定論的な数学モデルとして定式化される。人口動態学は人口に影響を与える感染症の数学モデル(英語版)の研究といった数理生物学のその他の研究分野と重なる部分がある。ウィルスの拡散に関する様々なモデルが提唱、解析されており、保健政策決定に適用されるような重要な結果を生み出している。
「行列人口モデル」も参照
漁業や野生動物管理において、個体数は3つの動態指標により影響を受ける。
時間1の個体数がN1であるとき、
である。ここで、N0は時間0の個体数、Bは新規に生まれた個体数、Dは死亡した個体数、Iは移入した個体数、Eは移出した個体数を表す。それぞれのパラメータは時間0と1の間の増減を示す。
ある程度の期間を設けてこれらの割合を測定する場合、期間ごとの個体数密度がどのように変化しているかを知ることができる。移出入も存在するが、通常は測定されない。
これらのすべては収穫の際の余剰分を決定する際に測定され、長期的な安定に影響を与えない人口、もしくは平均人口規模により収穫が可能な個体数を表す。収穫の余剰分は補正死亡に、収穫した個体の死亡は自然死の中に含める。これはヨーロッパで始まったものである。これ以外の収穫は添加死亡とされ、自然死するすべての動物に加えた収穫に含む。これらの用語はすべて個体数調整の上で善悪の意味はもたない。例えば、シカの場合、猟師がシカを捕える機会を意図的に減らしシカの個体数が不自然に増加した場合、DNRはシカの個体数規模をある程度小さくしようとする。
「内的自然増加率」も参照
人口を一定にするために働く、人口密度に依存した力が働いていない場合の人口増加の割合を内的増加率と呼ぶ。
ここでは人口増加率を、Nは人口規模を、rは内的増加率を表す。これは1個体数当りの理論上の最大個体増加率を表す。
この概念は昆虫の人口生物学において一般的に使用されており、環境要素が害虫の個体数増加率にどのような影響を与えるかを決定する際に用いられる。指数関数的人口増加やロジスティック人口増加も参照のこと[3]。
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リンク元 | 「population dynamics」「個体群動態」「集団動態」 |
関連記事 | 「人口」「動態学」「動態」「人口動態」 |
人口 | 平成17年~22年の人口増減(-は減少) | |||
2010 | 2005 |
実数 | 率(%) | |
北海道 | 5507456 | 5627737 | -120281 | -2.1372889316 |
青森県 | 1373164 | 1436657 | -63493 | -4.4194960941 |
岩手県 | 1330530 | 1385041 | -54511 | -3.9356957664 |
宮城県 | 2347975 | 2360218 | -12243 | -0.5187232705 |
秋田県 | 1085878 | 1145501 | -59623 | -5.2049714492 |
山形県 | 1168789 | 1216181 | -47392 | -3.8967883892 |
福島県 | 2028752 | 2091319 | -62567 | -2.9917482699 |
茨城県 | 2968865 | 2975167 | -6302 | -0.2118200424 |
栃木県 | 2007014 | 2016631 | -9617 | -0.4768844672 |
群馬県 | 2008170 | 2023996 | -15826 | -0.7819185413 |
埼玉県 | 7194957 | 7054382 | 140575 | 1.9927330275 |
千葉県 | 6217119 | 6056462 | 160657 | 2.6526543054 |
東京都 | 13161751 | 12576611 | 585140 | 4.6526047438 |
神奈川県 | 9049500 | 8791587 | 257913 | 2.9336341664 |
新潟県 | 2374922 | 2431459 | -56537 | -2.3252294199 |
富山県 | 1093365 | 1111729 | -18364 | -1.651841411 |
石川県 | 1170040 | 1174026 | -3986 | -0.3395154792 |
福井県 | 806470 | 821592 | -15122 | -1.8405729364 |
山梨県 | 862772 | 884515 | -21743 | -2.4581832982 |
長野県 | 2152736 | 2196114 | -43378 | -1.9752162228 |
岐阜県 | 2081147 | 2107226 | -26079 | -1.2375986249 |
静岡県 | 3765044 | 3792377 | -27333 | -0.7207353066 |
愛知県 | 7408499 | 7254704 | 153795 | 2.1199348726 |
三重県 | 1854742 | 1866963 | -12221 | -0.654592512 |
滋賀県 | 1410272 | 1380361 | 29911 | 2.1668969204 |
京都府 | 2636704 | 2647660 | -10956 | -0.4137993549 |
大阪府 | 8862896 | 8817166 | 45730 | 0.5186473749 |
兵庫県 | 5589177 | 5590601 | -1424 | -0.0254713223 |
奈良県 | 1399978 | 1421310 | -21332 | -1.5008689167 |
和歌山県 | 1001261 | 1035969 | -34708 | -3.3502933003 |
鳥取県 | 588418 | 607012 | -18594 | -3.0632013865 |
島根県 | 716354 | 742223 | -25869 | -3.4853406591 |
岡山県 | 1944986 | 1957264 | -12278 | -0.6273042369 |
広島県 | 2860769 | 2876642 | -15873 | -0.5517892042 |
山口県 | 1451372 | 1492606 | -41234 | -2.7625508674 |
徳島県 | 785873 | 809950 | -24077 | -2.9726526329 |
香川県 | 995779 | 1012400 | -16621 | -1.6417423943 |
愛媛県 | 1430957 | 1467815 | -36858 | -2.5110793935 |
高知県 | 764596 | 796292 | -31696 | -3.9804493829 |
福岡県 | 5072804 | 5049908 | 22896 | 0.4533943985 |
佐賀県 | 849709 | 866369 | -16660 | -1.9229681579 |
長崎県 | 1426594 | 1478632 | -52038 | -3.5193340872 |
熊本県 | 1817410 | 1842233 | -24823 | -1.3474408503 |
大分県 | 1196409 | 1209571 | -13162 | -1.0881543952 |
宮崎県 | 1135120 | 1153042 | -17922 | -1.5543232597 |
鹿児島県 | 1706428 | 1753179 | -46751 | -2.6666415694 |
沖縄県 | 1392503 | 1361594 | 30909 | 2.2700599444 |
-kinetics
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