19) Экспоненциальная и логистическая кривые роста
Непрерывные модели: экспоненциальный рост, логистический рост, модели с наименьшей критической численностью. Модели с неперекрывающимися поколениями.
Если рождаемость в популяции превышает смертность, то популяция будет расти, если, конечно, изменения в результате иммиграции и эмиграции незначительны. Кривая такого роста- это экспоненциальная, или логарифмическая кривая. Выражает биотический потенциал - условный показатель характерной для данного вида скорости увеличения численности особей популяции при отсутствии лимитирующих факторов. Его величина определяется средней величиной приплода или скоростью, с которой особи данного вида покроют земной шар равномерным слоем в случае беспрепятственного размножения. Для слонов - 0,3 м/c; для мелких организмов - сотни м/c. Такая кривая роста получена для ряда одноклеточных и многоклеточных организмов, например для клеток водорослей в культуральной среде, для фитопланктона озер и океанов весной, для насекомых, таких, как мучные хрущаки или клещи, интродуцированные в новое местообитание с обильными запасами где нет хищников.
В природных условиях рост популяции рано или поздно прекращается из-за сопротивления среды, которое увеличивается по мере возрастания плотности популяции. Поэтому реальная кривая роста обычно принимает логистическую (S-образную) форму
Кривая I - экспоненциальная кривая роста численности популяции. Кривая II - логистическая кривая роста численности популяции.
После начальной фазы кривая роста асимптотически приближается к уровню максимальной плотности популяции, т.е. плотности насыщения (емкости среды) К, причем рождаемость становится равной смертности (b = d). Оптимальный прирост новых особей (или биомассы) максимален при N= К/2 (крутизна кривой максимальна). Размер популяции поддерживается на уровне N=К разными способами. Наиболее полно характеризуют эти особенности так называиваемые кривые выживания - графики, показывающие число выживших особей вида (lХ) за определенный интервал времени или возраст (х).
20) «Плотность насыщения» популяции как показатель емкости среды.
В любой природной системе поддерживается та численность особей в популяциях, которая в наибольшей степени отвечает интересам воспроизводства. Режим численности зависит от постоянно действующих регулирующих экологических факторов.
Для того, чтобы сравнить численность отдельных популяций или изменение численности одной и той же популяции в разные отрезки времени, целесообразно пользоваться таким относительным показателем, как плотность, то есть численность популяции, отнесенная к единице занимаемого ею пространства или среднее число особей на единицу площади или объема.
Зная изменение плотности во времени или пространстве, можно установить, увеличивается или уменьшается численность особей, представляет или нет данная популяция угрозу хозяйственным интересам. Динамика плотности популяций отражает сложные закономерности взаимоотношений между различными животными, между животными и растениями, поскольку все они являются биотическими факторами по отношению друг к другу. Кроме того, плотность зависит и от колебаний абиотических факторов среды.
Иногда бывает важно различать среднюю плотность, то есть численность (или биомассу) на единицу всего пространства, и удельную, или экологическую, плотность, то есть численность (или биомассу) на единицу обитаемого пространства (доступной площади или объема, которые фактически могут быть заняты популяцией).
Чем ниже трофический уровень, тем выше плотность, а чем крупнее животные внутри данного уровня, тем больше их биомасса. Так как у крупных животных интенсивность метаболизма на единицу массы меньше, чем у мелких, на данной энергетической базе может поддерживаться большая биомасса крупных животных.