Регулирующие и модифицирующие численность факторы
Все факторы, воздействующие на численность популяций, можно разделить на модифицирующие и регулирующие.
Модифицирующие факторы – это факторы, изменяющие численность, но не изменяющиеся при этом сами. Иначе их называют факторами, не зависимыми от плотности. Как правило, это «абиотические» факторы. Так, сухая и жаркая погода способствует вспышке размножения итальянского пруса, да и других саранчевых, и перенаселения занимаемых ими территорий. А неблагоприятные факторы среды, наоборот, могут снизить численность популяции иногда до полного ее исчезновения.
Регулирующие факторы – факторы, изменяющие уровень численности и изменяющиеся при этом воздействии сами. По-другому их можно назвать плотностно-зависимыми факторами, и как правило, это биотические факторы. Они «работают» по принципу обратной связи с затуханием процесса (у хищника как регулятора есть предел регулирования численности жертвы: уровень его насыщения) и лежат в основе формирования устойчивости популяционных систем. Влияние как модифицирующих, так и регулирующих факторов на разных уровнях численности популяции принципиально различно.
Регулирующие факторы:
хищничество;
паразитизм;
конкуренция;
ресурсы, находящиеся
в недостатке
В процессе эволюции сложилось так, что сожительство разных видов стало возможным только при их определенных количественных отношениях. Например, если темпы роста популяции насекомых не очень высокие, то численность особей в ней ограничивают хищники-полифаги. У последних данный вид составляет лишь часть рациона. При достижении высокой численности популяции хищники-полифаги не успевают поедать весь прирост и теряют регулирующую роль – тогда последнюю выполняют хищники-олигофаги. Им становиться легче находить хозяев и рост популяции сдерживается. Если условия среды благоприятны для размножения насекомых и численность популяции возрастает, то из-за частого контакта особей может быть вспышка болезней – эпизоотия, которая приведет к гибели многих особей популяции. Если и эпизоотия исчерпает свои возможности, то вступает предельный фактор регуляции - внутривидовая конкуренция, ведущая к развитию стрессовых реакций в популяции жертвы.
В сообществах, созданных человеком, регуляторные связи ослаблены и поэтому в них возможно массовое развитие вредителей, болезней и сорняков. Осуществляя защитные мероприятия в борьбе с вредными организмами возделываемых культур, человек выполняет роль регулирующего фактора плотности популяции агроценоза.
В зависимости от особенностей биологии вида, характера его внутривидовых связей и межвидовых отношений различают три основных типа популяционной динамики:
1. Спокойный ход численности особей в популяции с небольшим размахом колебаний в разные годы. Такое явление чаще всего наблюдается у птиц, крупных млекопитающих, у ряда беспозвоночных. Эти организмы обладают низкой плодовитостью, большой продолжительностью жизни, развитой заботой о потомстве.
2. Сезонный тип динамики популяции. Он наблюдается у многих насекомых, имеющих как одну, так и несколько генераций в году. Начиная с весны и вплоть до осени численность популяции возрастает, зимой она падает, а следующей весной начинается новый подъем. В отдельные годы численность популяций может варьировать в десятки и сотни раз.
3. Многолетний тип динамики популяции. Он характерен для многих беспозвоночных и позвоночных животных. Например, для таких видов как саранча, луговой мотылек, непарный шелкопряд и др. характерна высокая плодовитость, малая продолжительность жизни и быстрый оборот генераций. Вспышки их массового размножения коррелируют с погодно-климатическими условиями и могут иметь определенную цикличность. Так, массовое развитие стадной саранчи и непарного шелкопряда наблюдается в годы с высокой солнечной активностью и имеют в среднем 11-летнюю цикличность. В такие годы численность популяции может возрастать в миллион и более раз.
Один из самых известных случаев такого типа динамики – циклическая динамика численности леммингов, у которых раз в четыре года наступает пик размножения и они начинают перемещаться и заходят в населенные пункты, а поскольку лемминги являются переносчиками эпидемических болезней, они представляют реальную угрозу для населения.
Констатируя вышеизложенное, можно отметить, что все популяции непрерывно изменяются, они не могут расти беспредельно, но и погибают виды достаточно редко. Следовательно, основной признак динамики популяции - это сочетание ее изменения с относительной стабильностью. Механизмы регуляции срабатывают при выходе численности популяции за определенные пределы.
Изучив модифицирующие факторы, ограничивающие плотность популяции, можно выяснить причины колебания численности особей и осуществить прогноз. Знание регуляторных механизмов позволит ограничить амплитуды колебания численности популяции и максимально стабилизировать ее.
В связи с тем, что на современном этапе развития страны, когда резко обострились как социально-экономические проблемы, так и экономические это не может не отразиться на популяциях живых организмов.
По данным Главного управления природных ресурсов и охраны окружающей среды по Тамбовской области по г. Мичуринску выброшено вредных веществ в атмосферу в 2001 году 3,971 тыс, т., а уловлено 3.06 %, утилизировано 16,8 % (в % к уловленным). В составе выбросов присутствуют вещества 1 и 2 класса опасности: 6,7 тыс т. диоксида серы, 6,7 тыс. т. меди и др. Общий объем сбрасываемых сточных вод составил 10,6–7,03 млн м3, а без очистки – 6,69 млн м3. В период ливневых дождей в реки попадают загрязнители группы азота, нефтепродукты и взвешенные частицы.
Это «достояние» не является только г. Мичуринска, вредные вещества воздушными потоками разносятся на большие расстояния, затем они оседают на почву, вмываются в гидрографическую сеть и попадают в реки, озера и моря, неся смерть обитающим в них организмам.
Опасный характер приобретает загрязнение почвы промышленными отходами, остаточными количествами пестицидов, патогенами и гельминтами, солями тяжелых металлов и т.д. Нам всем хорошо известно, что пестициды вносятся в природную среду специально и регулярно, в отличие от других загрязнителей. А ведь многие из них являются высокотоксичными, нередко мутагенными и канцерогенными соединениями, способными накапливаться в почве и тканях живых организмов. Это делает неизбежным их включение в процессы биоаккумуляции и трансформации, по мере продвижения по пищевым цепям. Вот почему многие ученые считают, что сейчас практически трудно найти биоту, которая не испытала бы прямое или косвенное влияние загрязнения окружающей среды продуктами человеческой деятельности. Все это ведет к деградации почвенного и растительного покрова, к нарушению механизмов регуляции жизнедеятельности как почвенной биоты, так и наземной флоры и фауны. Как результат всего этого по Тамбовской области 192 тыс. га сельскохозяйственных угодий подвержены водной эрозии, 15,2 тыс. га – засолены, 1185,7 тыс. га – кислые, 332,5 тыс. га переувлажнены и заболочены. Многие не только популяций, но и виды животных, растений, грибов и т.д. уже перестали существовать или находятся на грани исчезновения.
В Красную книгу Тамбовской области, а это официальный документ, содержащий сведения о животных и растениях, состояние которых вызывают опасение за их будущее, внесено редких и исчезающих насекомых 192 вида, пресмыкающихся – 8, птиц – 76, растений – 249, лишайников – 32, грибов – 24 вида. Это не только сигнал опасности, но и говорит о том, что должны быть программы по спасению и увеличению численности популяций и видов растений и животных, которым угрожает опасность исчезновения.
Для сохранения популяций в первозданном виде имеется целый ряд заповедных зон, где запрещается хозяйственная деятельность человека. В Тамбовской области имеется 97 памятников природы и один заповедник, что составляет 0,4% от общей площади ее земель, что крайне мало. Разрабатываются программы по очистке воздушного бассейна, по безотходным технологиям, по рациональному использованию богатств земли Тамбовской и многое другое, но это требует не одного года работы и огромных капитальных вложений. Кроме того, каждый живущий на земле человек должен знать законы по которым живет окружающая нас среда и неуклонно их исполнять, а каждый специалист-технолог должен рассматривать любой технологический процесс, как экологический и тогда ущерб природе будет минимальным.