Статические характеристики популяции: численность, биомасса, возрастной и половой состав о популяции.
Динамические характеристики популяции: рождаемость, скорость роста и смертность.
Численность популяции –это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Она никогда не бывает постоянной, зависит от соотношения интенсивности размножения и смертности.
Численность популяции говорит нам о том, хорошо или плохо чувствует себя вид в данных условиях. Однако не всегда возможно получить эту характеристику, так как для этого надо пересчитать всех особей популяции. Поэтому чаще используют другой показатель – плотность популяции. Плотность – это число особей, приходящихся на единицу пространства. Например, число растений пшеницы или одуванчика на квадратный метр или число рачков-дафнии в литре воды из данного водоема. Таким образом, можно количественно сравнивать разные популяции, независимо от общего размера занимаемой ими территории. Плотность популяции отличается изменчивостью и зависит от ее численности. При возрастании численности не наблюдается увеличение плотности лишь в том случае, когда возможно распределение популяции, расширение ее ареала. Динамика численности и плотности популяции находятся в тесной зависимости от рождаемости или плодовитости и смертности.
Рождаемость – это способность популяции к увеличению численности. Характеризует частоту появления новых особей в популяции. Различают рождаемость абсолютную и удельную. Абсолютная рождаемость – число новых особей появившихся за единицу времени. Удельная рождаемость выражается в числе особей на особь в единицу времени. Для популяции человека как показатель удельной рождаемости используют число детей, родившихся в год на 1000 человек. В живых организмах заложена огромная возможность к размножению и подтверждается правилом максимальной рождаемости (воспроизводство). Например, один одуванчик менее чем за 10 лет способен заселить своими потомками земной шар, если все семена прорастут. Бактерии делятся каждые 20 минут. При таком темпе одна клетка за 36 часов может дать потомство, которое покроет сплошным слоем всю нашу планету.
Численность и плотность популяции зависит и от ее смертности. Смертность популяции это количество особей, погибших за определенный период. Абсолютная смертность – это число особей, погибших в единицу времени. Удельная смертность выражается отношением абсолютной смертности к численности популяции: абсолютная и удельная смертность характеризуют скорость убывания численности популяции вследствие гибели особей от хищников, болезней, старости и т.д.
Описание полового и возрастного состава популяции называют демографией («демос» – народ, население, «графо» – пишу, описываю). Популяции состоят из особей разного пола и возраста. Соотношение возрастных и половых групп определяет многое в общей жизнеспособности и темпах роста популяции и является важной характеристикой ее структуры. У любой особи с возрастом закономерно изменяются характер связи со средой и устойчивость к действию отдельных факторов. У некоторых видов эти возрастные различия выражены очень резко, происходит даже смена сред обитания, характеры питания, способов передвижения. Например, личинки стрекозы-коромысла – типично водные обитатели с реактивным типом движения в воде, а взрослые наземно-воздушные, с машущим полетом.
Возрастная структура популяции, т.е. соотношение в ней разных возрастных групп, зависит от двух причин: от особенностей жизненного цикла вида и от внешних условий. Есть виды с очень простой возрастной структуры популяций, которые состоят практически из представителей одного возраста. Например, все однолетние растения весной находятся в проростках, затем примерно одновременно зацветают, дают семена и к осени отмирают.
Сложная возрастная структура популяции возникает тогда, когда в ней представлены все возрастные группы, одновременно живут несколько поколении, взрослые особи размножаются многократно и имеют достаточно большую продолжительность жизни. Например, в стадах слонов или обезьян - павианов есть и новорожденные, и подростки, и молодые крепнущие животные, и размножающиеся самки и самцы, и старые особи. Такие популяции не подвержены резким колебаниям численности. Соотношение возрастных групп в популяциях можно наглядно выразить через «пирамиду возрастов».
Соотношение процессов рождаемости, смертности, вселения и выселения определяет численность конкретных популяций. Человек в своей конкретной практике имеет дело не с отдельными или целыми видами, а именно с популяциями растений, животных и микроорганизмов. Домашние животные также живут по популяционным законам. Поэтому так важно понимание этих законов и экологически грамотное управление численностью популяций.
4.5 Регуляция численности популяции. Факторы, влияющие на плотность популяции. Экологическая нища.
Постоянное обновление популяции сопровождается сложными процессами обмена генетическим материалом, происходящим в результате случайного подбора родительских пар. В некотором смысле она напоминает котел, в котором происходит постоянное перемешивание материала, идущего на создание свойств новых, нарождающихся организмов. Одновременно происходит отбор и закрепление таких видовых признаков и свойств, которые оказываются полезными для поддержания жизни популяции в сложившихся условиях.
Необходимость сужения понятия «вид» до понятия «популяция» в биологии (в том числе и в экологии) вызвано следующим. Существование ареала распространения вида не означает реальной возможности всем особям свободно перемещаться в его границах. Степень подвижности особей выражается расстоянием, на которое может перемещаться животное, т. е. радиусом активности. Для растений этот радиус определяется расстоянием, на которое распространяется пыльца, семена или вегетативные части, способные дать начало новому растению. Для улитки он составляет несколько десятков метров, для ондатры — несколько сотен метров, для северного оленя — более ста километров. Вследствие ограниченности радиуса активности лесные полевки, обитающие в одном лесу, имеют мало шансов встретиться в период размножения с полевками соседнего леса, хотя их встречи не исключаются полностью. Это приводит к обособлению отдельных групп — популяций. Так, например, популяцию образуют все особи окуня в небольшом озере или все деревья одного вида в лесу. Таким образом, популяция представляет собой форму существования вида, обеспечивающую приспособленность его к конкретным условиям среды. Все живые существа входят в популяции.
Численность популяций может резко меняться по сезонам и годам. Известно массовое размножение в некоторые годы лемингов (мелких грызунов), саранчи, болезнетворных микробов, божьих коровок. У видов животных и растений с большой продолжительностью жизни и малой плодовитостью численность популяции более устойчивая. У насекомых и мелких растении на открытых пространствах она нередко составляет сотни тысяч и миллионы особей. Популяция обладает не только биологическими свойствами составляющих ее организмов, но и собственными, присущими только группе особей в целом.
Сохранение или рост численности зависит не только от скорости размножения (число новорожденных, отложенных яиц, произведённых семян или спор в единицу времени). Не менее важно и пополнение взрослого состава популяции за счёт потомства. Высокая скорость размножения при низких темпах пополнения не может существенно увеличить её численность.
Например - рыбы вымётывают тысячи или миллионы икринок, но лишь ничтожно малая часть выживает и превращается во взрослое животное. Растения рассеивают огромное количество семян.
И напротив, размер популяции может расти за счёт увеличения темпов пополнения при малой скорости размножения. Это относится к людям (рождаемость низкая, но детская смертность низкая, поэтому практически все дети доживают до взрослого возраста).
Другим важным фактором, ведущим к росту популяции, относится способность животных мигрировать, а семян рассеиваться на новых территориях, приспосабливаться к новым местам обитания и заселять их, наличие защищённых механизмов и устойчивость к неблагоприятным условиям среды и болезням.
Уменьшение численности
Увеличение численности
сопротивление среды:
-нехватка питания
- нехватка воды
- нехватка подходящих мест обитания
-неблагоприятные погодные условия
-хищники
-болезни
-паразиты
-конкуренты
биотический потенциал:
-рождаемость
-способность к расселению
-способность к захвату новых мест обитания
-защитные механизмы
-способность выдерживать неблагоприятные условия
Биотический потенциал - это совокупность факторов, способствующих увеличению численности вида.
У разных видов составляющие биотического потенциала неодинаковы, но они имеют одно общее свойство - стремительное увеличение численности при благоприятных условиях среды. В естественных условиях такое наблюдается редко. Вероятность того, что все условия окажутся благоприятными очень низка. Обычно один или несколько факторов (t, влажность, солёность, хищники, паразиты, нехватка пищи) становятся лимитирующими. Сочетание всех таких «ограничителей» называют сопротивлением среды. Сильнее всего они действуют на молодых особей, а это снижает темпы пополнения. При более суровых условиях гибнет часть взрослых особей.
Следовательно: рост, снижение и постоянство популяции зависит от соотношения между биотическим потенциалом и сопротивлением среды.
Подобное равновесие является динамическим, т.е. непрерывно
регулирующимся, т.к. факторы сопротивления среды редко подолгу остаются неизменными. Например: в один год численность популяции снизилась из-за засухи, а в следующий год полностью восстановилась при обильных дождях. Подобные колебания продолжаются неопределённо долго. Равновесие - понятие относительное. Иногда амплитуда отклонений мала, иногда значительна, но пока сократившаяся популяция способна восстановить прежнюю численность, она существует.
Равновесие в природных системах зависит от плотности популяции, т.е. числа особей на единицу площади. Если плотность популяции растёт - сопротивление среды увеличивается, в связи с чем увеличивается смертность и рост численности прекращается. И наоборот, с уменьшением плотности популяции - сопротивление среды ослабевает и восстанавливается прежняя численность.
Воздействие человека на природу часто приводит к вымиранию популяции, т.к. не зависит от плотности популяции. Разрушение экосистем, загрязнение окружающей среды одинаково влияют на популяции как с низкой, так и высокой плотностью.
Список использованной литературы:
Экология человека / Агаджанян Н.А.,Ушаков И.Б.,Торшин В.И. - М. : Изд.фирма " Крук", 1997. - 208 c.
Гиляров А.М.Популяционная экология.-М.,1995 г.
Прикладная антропоэкология. учеб. / Борис Борисович Прохоров; . - М. : Изд-во МНЭПУ, 1998. - 312 с.
Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология.: Учебник. – М.: ЮНИТИ,1999.- 455 с.