Устанавливают сравнительную устойчивость растений к сернистому газу, а также предельное значение концентрации газа, при котором еще не наблюдается явное повреждение листьев растений.

Контрольные вопросы и задания

1.Назовите антропогенные источники сернистого газа.

2.Что происходит с растением под действием сернистого газа?

3.Какие растения наиболее чувствительны к присутствию сернистого газа и могут быть использованы в качестве биоиндикаторов?

4.Какие виды динамики экосистем вы знаете?

5.Назовите известные вам виды цикличности или ритмичности.

6.Какой процесс в экосистеме называется сукцессией? Чем он может быть вызван?

7.Какие виды сукцессии вы знаете? В чем разница между первичной и вторичной сукцессиями?

8.Назовите характерные особенности развивающейся и зрелой сукцессий.

9. ПОПУЛЯЦИИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

9.1. Основные понятия демэкологии

Основной категорией в биологической систематике является вид. Вид – совокупность особей, обладающих общими морфологическими признаками, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства. В процессе освоения особями одного вида территории разница между отдаленными друг от друга группами организмов возрастает из-за возникающих мутаций, а особи, населяющие одну территорию и постоянно скрещивающиеся между собой, обмениваются генетической информацией, поэтому степень сходства между ними остается высокой.

Группа особей одного вида, населяющих одну территорию и свободно скрещивающихся между собой, называется популяцией. Каждый вид состоит из нескольких популяций. Популяции могут быть в различной степени разобщены между собой, что способствует сохранению генетической неоднородности. Это проявляется в морфологических, физиологических и поведенческих особенностях каждой популяции.

79

Ареал – часть земной поверхности, в пределах которой распространен вид и проходит полный цикл развития.

Стация – место обитания популяции в определенное время с определенными целями; как вид состоит из нескольких популяций, так ареал складывается из отдельных стаций.

Генофонд вида состоит из множества похожих друг на друга, но не тождественных генофондов. При слишком больших различиях в генофондах особей разных популяций скрещивание приводит к появлению нежизнеспособного потомства. Небольшие отличия генофонда особей одной популяции способствуют сохранению разнообразия как в форме морфологических различий, так и в форме физиологических и поведенческих особенностей. Существование такого разнообразия позволяет популяции легче приспособиться к изменившимся условиям среды обитания.

9.2. Статические показатели популяции

Статистические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени. К ним относятся численность, плотность и показатели структуры.

Численность – это поголовье животных или количество растений в пределах некоторой пространственной единицы – ареала, бассейна реки, акватории моря, области, района. Численность особей в популяции определяется различными методами: животных подсчитывают с самолета, рыбу отлавливают сетями и т.д. Численность популяции людей определяется путем переписи населения.

Плотность популяции – число особой на единицу площади или объёма. Плотность популяции определяется без учета неравномерности распределения особей на площади или в объеме, то есть определяют среднюю плотность животных, деревьев, людей и т.д. Для каждой популяции характерна оптимальная плотность, при которой они в достаточном количестве обеспечены пищей и достаточна велика встреча особей противоположного пола для размножения. Если плотность популяции превышает оптимальное значение, то животные ищут возможность для расширения занимаемой территории. Если по каким-либо причинам это невозможно, то внутри популяции начинают действовать механизмы, приводящие к снижению численности популяции. Снижается рождаемость, распространяются инфекционные заболевания, усиливается внутрипопуляционная конкуренция.

80

Слабые особи, не имеющие возможности бороться за достаточное количества корма, становятся легкой добычей хищников.

Показатели структуры популяции. Различают возрастную, поло-

вую, пространственную и размерную структуру популяции. Возрастная структура популяции – это соотношение в ней групп различного возраста. Если в популяции преобладают молодые особи, она называется инвазионной или внедряющейся. У такой популяции в перспективе рост её численности, возможность осваивать новые территории. Если в популяции преобладают стареющие особи, она называется вымирающей или регрессивной. Стареющие особи уже не могут производить потомство, численность такой популяции неуклонно снижается, она вытесняется из биоценоза другими, более сильными популяциями.

Половая структура – соотношение мужских и женских особей в разных возрастных группах. Генетический механизм обеспечивает примерно равное соотношение особей обоих полов при рождении. Однако исходное соотношение вскоре нарушается в результате физиологических, поведенческих и экологических различий самцов и самок, вызывающих неравномерную смертность. У самцов и самок могут быть морфологические различия (разная расцветка у птиц, наличие и отсутствие крыльев у насекомых), экологические отличия (разный рацион питания). Анализ возрастной и половой структуры популяций позволяет прогнозировать ее численность на ряд ближайших поколений и лет. Это важно при оценке возможностей промысла рыбы, отстрела животных, спасения урожая от нашествий саранчи и в других случаях.

Пространственная структура характеризует распределение особей в пространстве. Различают случайное (рис. 4, а), равномерное (диффузное) (рис. 4, б) и неравномерное (мозаичное) (рис. 4, в) распределение особей, возможны и переходные структуры.

а б в

Рис. 4. Различные виды распределения особей в пространстве: а – случайное; б – равномерное; в – мозаичное

Случайное распределение в природе наблюдается редко, когда среда очень однородна, а организмы не стремятся объединяться в группы.

81

Равномерное распределение бывает там, где между особями сильная конкуренция или существует антагонизм. Встречается в чистых зарослях некоторых растений.

Неравномерное (групповое, мозаичное) распределение – образо-

вание различных скоплений – наиболее часто встречающееся. Например, гнездовья грачей в рощах и парках.

Активность особей, групп, пар в популяции обычно бывает ограничена пространством, называемым индивидуальным (или семейным) участком, и у высших животных регулируется инстинктом. Им свойственно территориальное поведение – реакция на нахождение других членов группы. В зависимости от характера использования пространства подвижных животных подразделяют на оседлых и кочевых. Оседлые в течение всей жизни используют довольно ограниченный участок среды. Им присущи инстинкты привязанности к своему участку, регулярное возвращение на этот участок при вынужденном перемещении. Такое чувство дома получило название хоминг. Например, занимание одной парой скворцов одного скворечника в течение ряда лет, возвращение аистов на свое гнездо.

Преимущества оседлого образа жизни:

-свободная ориентация на знакомой территории;

-меньше времени на поиск корма;

-быстрее можно найти убежище от врага;

-создание при необходимости запасов пищи;

Недостаток – быстрое истощение запасов пищи при большой плотности популяции.

Для оседлых животных все варианты пространственной структуры сводятся к четырем основным типам: диффузный, мозаичный, пульсирующий (характерен для популяций с резкими нециклическими колебаниями численности) и циклический (встречается у популяций с закономерным попеременным использованием территории в течение года, например, зимой и летом).

Кочевые животные совершают постоянные передвижения в пространстве, так как это вызвано изменением кормовой базы. Кочевой образ жизни характерен чаще для стад и стай. Масштабы и длительность таких миграций зависят от обилия пищи и численности стада.

Например, стада зебр в Серенгети в период сухого сезона кочуют на участке в 400 – 600 км.

Преимущество кочевого образа жизни – независимость от запасов пищи на конкретной территории;

82

Недостаток – возрастание частоты гибели молодых и ослабленных особей от хищников.

В зависимости от размеров занимаемой популяциями территории Н.П. Наумов ввел понятия элементарные, географические и экологические популяции.

Элементарная (локальная) популяция является совокупностью особей вида, которые занимают какой-то небольшой участок однородной по условиям обитания площади. Число элементарных популяций зависит от степени разнородности условий среды обитания. Чем они разнообразнее, тем больше элементарных популяций можно выделить. Границы между элементарными популяциями размыты.

Совокупность элементарных популяций образует экологическую популяцию. Экологические популяции различаются предпочтениями в пище, времени кормления, времени размножения, режимах сна и бодрствования и др. Например, в средней полосе России на покосных лугах сформировались три экологических популяции погремка, различающихся временем цветения.

Географическая популяция – группа особей одного вида, занимающая территорию с географически сходными условиями. Размер географической популяции будет зависеть от величины занимаемой территории и эколого-биологических особенностей своего вида. У географических популяций могут быть различны:

-сроки размножения;

-количество яиц в кладке (у северян больше);

-расстояние кочевки;

-взаимоотношения с соседями в биоценозе;

-структура гнезда;

-объекты питания птенцов;

-эврибионтность и стенобионтность и др.

Например, у тихоокеанских лососевых рыб выделяют 3 основные географические популяции:

1.Зимуют к югу от западной части Алеутской гряды, а нерестятся в реках Камчатки, которые впадают в Охотское море.

2.Живут к югу от Курильских островов, нерестятся в реках Восточного Сахалина.

3.Зимуют к югу от Алеутской гряды, нерестятся в реках Канады. Соболь имеет 2 популяции: соболь европейский и соболь сибирский.

Этологическая (поведенческая) структура популяции отражает

разнообразные формы совместного существования особей. Относи-

83