Демографические показатели популяций

Рождаемость и смертность существенно изменяются с возрастом, поэтому целостное представление об этих процессах дают демографические таблицы. Их впервые предложил английский демограф Дж. Грант в конце XVII века.

В демографических таблицах данные по численности удобнее представлять не в абсолютных, а в относительных единицах. Для двуполых популяций (например, для популяций человека) составляют отдельные таблицы для женщин и мужчин. Тогда в таблицах для женщин в графе м_х приводится среднее число дочерей, родившихся у матерей данного возраста, а в таблицах для мужчин -- число сыновей, появившихся у отцов данного возраста.

Расчет демографических показателей для гипотетической партеногенетической популяции со вторым типом смертности

Возраст когорты, (Х)	Числен-ность когорты, lx	Индивидуа-льная плодови-тость, мх	Lxmx	Х lx mx	Ex	Репродуктивная ценность, Vx
0	1.0	0	0	0	3.40	1.00
1	0.5	0	0	0	3.00	1.25
2	0.25	1	0,25	0,50	2.67	1.40
3	0.125	2	0,375	1,125	2.50	1.65
4	0.063	3	0,189	0,756	1.50	0.65
5	0.032	4	0,128	0,64	1.00	0.10
6	0.016	5	0,08	0,48	0.0	0.00
7	0.008	3	0,024	0.168
8	0	0	0	0
Суммарные показатели			Σ = 1,046	Σ = 3,669

Из демографической таблицы возможно рассчитать чистую скорость размножения (R_o, net reproductive rate), или среднее число потомков, произведенное средней особью когорты за всю жизнь. Расчет R_o производится согласно:

R_o = Σ l_xm_x / x₀

где - x₀ – начальная численность когорты, которая в данном случае принята за единицу.

Если R_o > 1, то численность популяции возрастает, при R_o = 1 ее численность остается постоянной (стационарная популяция), а при R_o < 1 --снижается.

Время генерации, или средняя продолжительность одного поколения (Т) по данным этой таблицы рассчитывается согласно:

Т = Σ l_xm_x/ Σ l_xm_xx

Допустим, численность популяции особей за время одной генерации (t) растет экспоненциально. Тогда:

N_t = N₀e^rT, или N_t /N₀ = e^rT

Однако Nt/n0 является отношением численности особей в двух последовательных поколениях, т.Е. Ro. Тогда:

R_o = e^rT

Логарифмируя обе части уравнения, получим lnR_o = rT, тогда:

r = lnRo/T

Полученное значение r выражает число особей, отрожденных в популяции в единицу времени на одну особь при отсутствии лимитирующих факторов. Поэтому она является теоретически возможной максимальной скоростью роста численности популяции.

Для нашей гипотетической популяции r = ln 1,046 : 3,669 = 0,0123, т.е. при подобных значениях выживаемости и плодовитости численность популяции будет несколько возрастать.

Таким образом, скорость роста популяции находится в обратной зависимости от длительности генерации (Т). Отсюда, чем короче длительность жизни особей, тем раньше они приступают к размножению, тем больше скорость роста их популяций. В свою очередь, время генерации возрастает с увеличением массы тела особей. В таком случае значения r будут снижаться с увеличение средней массы особей (W) того или иного вида:

r = 0,023W^-0,224

где – r – год^-1, W – г.

Для ориентировочных оценок значение r рассчитать следующим приближенным способом:

r = ln аЕ/ 0,5 (T_n + T_к)

Допустим, удельные скорости рождаемости и смертности популяций линейно изменяются с ростом их численности, т.е.:

d = b_o - pN и d = d_o + qN

где – p и q – эмпирические коэффициенты. Поскольку при b = d рост численности популяции прекращается, очка перечечения этих прямых даст значение максимально возможной численности популяций. Поскольку

b_o - pN = d_o + qN,

Тогда

N = (d_o - b_o)/(p + q)

Поскольку d_o – b_o = r, то:

N _max = r/(p + q)

В данном случае существует только верхний предел, численности популяции. Однако гораздо чаще встречается ситуация, когда изменения удельной скорости рождаемости с плотностью описыается куполообразной кривой, т.е. вначале она возрастает с увеличением плотности, доститает определенного максимума при определенной плотности, а затем снижается. Это имеет место у двуполых видов, у которых скорость рождаемости зависит от числа контактов между самцами и самками. Очевидно, при слишком низкой плотности рожадемость будет низкой.

ЛЕКЦИЯ 15

Межпопуляционные взаимоотношения

Популяции практически никогда не существуют в природе изолированно от других популяций своего или других видов. В биоценозах существует множество популяций разных видов, которые тем или иным образом взаимодействуют друг с другом. В литературе говорится как о межпопуляционных, так и межвидовых взаимодействиях в экосистемах, часто эти термины употребляют как синонимы. Однако в реальных экосистемах присутствуют не виды, а их более мелкие структурные единицы - популяции. Поэтому говоря от межвидовой конкуренции мы всегда будет понимать конкуренцию между отдельными популяциями.

Если число видов в биоценозе равно Х, то максимальное число взаимодействий между ними (N) равно: N = [X(X-1)]/2. Однако число эффективных взаимодействий, (которые ведут к изменению численности видов, значительно ниже. Как правило, оно не превышает 8 – 10, т.е. один вид взаимодействует не более, чем с 8 – 10 другими видами.

Выделяется 8 основных типов межпопуляционных взаимодействий. В случае взаимодействия двух видов положительное воздействие одного вида на другой обозначается знаком «плюс» (+), отрицательное – «минус» (-), нейтральное «нуль» (0).