Описание структур и функционирования популяции - Среда обитания

При описании структур и функционирования популяции используют две группы показателей. Если мы даем характеристику состояния популяции на конкретное данное время t, то мы используем статические показатели количество особей в популяции, площадь ареала (пространства, где обитает данная популяция), плотность особей (средняя и в разных частях ареала), характер пространственного распределения особей, численность разных возрастных групп, численность особей разных полов, численность особей по разным размерам, численность здоровых и больных особей. С другой стороны, эколога всегда интересуют изменения, которые происходят в популяции не только в пространстве, но и во времени. Именно такие наблюдения лежат в основе моделирования характера и степени устойчивости экосистем, зависимости поведения экосистем в условиях экологических кризисов, в том числе и антропогенных. Динамические (временные) характеристики популяций связаны с понятием скорости, т. е., с какой скоростью происходят все изменения в популяции.

К динамическим характеристикам относятся рождаемость, смертность, мгновенная скорость роста популяции, продолжительность жизни и кривые выживания. Динамические характеристики всегда строятся по конкретным изменениям, которые произошли в статических структурах. Поэтому классификация популяций по статическим структурам чрезвычайно важна. Основными статическими показателями структуры популяций являются численность и распределение организмов в пространстве, а также соотношение разнокачественных особей. В популяции выделяют половые и возрастные группы и соответственно различают половую и возрастную структуру популяций. Обе эти характеристики иногда объединяют, говоря обобщенно о демографической структуре популяции. Кроме того, популяцию характеризует пространственная и этологическая (т. е. связанная с поведением) структура. Знание структуры популяции позволяет оценивать не только состояние популяции в данный момент, но и представить направление ее дальнейшего развития. Исходя из вышесказанного, популяции можно также классифицировать по их пространственной и возрастной структуре, по постоянству приуроченности или смене сред обитания и другим экологическим критериям.

Динамические (временные) - характеризуют процессы, протекающие в популяции за некоторый промежуток времени

Все характеристики популяции могут быть разделены на динамические и статические показатели. Несомненно, все в природе меняется до определенной степени, но в сравнении такой раздел возможен. Например, численность, плотность, рождаемость, смертность и выживаемость могут иногда очень сильно меняться, а структуры популяции (пространственная, возрастная, половая, генетическая и етологічна) - более-менее постоянны в течение длительного времени.

Численность - это количество особей, из которых состоит популяция. Она может быть более-менее постоянной или резко меняться в разные сезоны в течение нескольких лет. При оптимальных условиях среды численность организмов, как правило, меняется не так резко, как при нестабильных и часто неблагоприятных условиях жизни. Численность крупных организмов часто определяют прямым подсчетом. Подсчитать все количество мелких организмов в популяции довольно трудно. Поэтому в экологии для количественной характеристики популяции мелких организмов применяют показатель плотности популяции.

Плотность популяции - это соотношение численности организмов популяции к единице площади или объема пространства. Обычно ее определяют числом особей или биомассой популяции на единицу площади или объема. Например, 150 сосен на 1 га соснового бора, 8 млн сине-зеленых водорослей на 1 м3 воды или 200 г планктона на 1 м3 воды.

Различают средний и экологическую (или специфическую) плотность. Средняя плотность означает число особей (или биомасса) на единицу всего пространства. Экологическая плотность - число особей (или биомасса) на единицу заселенного пространства. Организмы при определенных условиях пространства могут концентрироваться в соответствующих частях ареала. При этом средняя плотность популяции неизменна, а экологическая - может сильно отличаться в разных частях пространства.

В экологических исследованиях мало знать, из каких организмов состоит группировки и/или экосистема. Прежде всего, нужно иметь точные данные по плотности тех или других популяций организмов. Влияние, которое оказывает популяция на среду в целом и на отдельные его виды организмов в частности, зависит от ее плотности. Так, выпас десятка овец на 1 км2 степи не приведет к большим изменениям в окружающей среде, но 1000 овец на этой же площади могут мгновенно разрушить растительный покров (выпас, вытаптывание) и создать условия для эрозии почв.

Рождаемость - это число особей популяции, что родилась за единицу времени. Ее высчитывают по формуле:

Где В - рождаемость, ігь - количество организмов, родившихся, (г^ - Ј2) - определенный промежуток времени (обычно 1 год).

Каждый организм имеет свои физиологические возможности размножения (плодовитости), но при различных условиях (в том числе и экологических) они реализуются по-разному. Поэтому для каждой популяции в определенные периоды существует свой показатель рождаемости. В перенаселенных популяциях рождаемость, как правило, уменьшается, и наоборот, когда плотность популяции меньше от оптимальных показателей, рождаемость может расти. Чем больше рождаемость, тем скорее увеличивается численность организмов в популяциях. Но нет вічноживих организмов - рано или поздно они погибают или отмирают, освобождая место для потомков. То есть для популяций характерна определенная смертность организмов.

Смертность. Различные организмы (даже одного вида) имеют разную продолжительность жизни. В идеальных (оптимальных) условиях живые организмы могут жить довольно длительное время, чего они не демонстрируют в природных условиях. Так, например, обыкновенная жаба в условиях несвободного содержания может прожить до 26 лет, в то время как в природе они редко переживают 6-летний возраст. Это означает, что физиологически организмы могут жить дольше, чем они живут в определенных условиях природной среды. Именно неблагоприятные условия окружающей среды (абиотические и ряд биотических, в частности, хищники, паразиты и т. д.) не дают организмам возможности дожить до максимального возраста. Поэтому в популяции наблюдается определенная смертность организмов. Смертность - это количество организмов популяции, которые умирают или погибают по разным причинам в определенный промежуток времени. ее определяют по формуле:

Где М - смертность, ЛГт - количество организмов, которые погибли или умерли, (Ји - ы) - определенный промежуток времени (обычно 1 год).

Смертность как показатель популяции может меняться по разным причинам. Она может вырасти при резком изменении оптимальных условий существования на экстремальные, при увеличении плотности популяции и наоборот. Сравнивая величины рождаемости и смертности, можно предсказать темпы изменения численности в популяции. Если смертность будет превышать рождаемость, то популяция будет уменьшаться численно. При одинаковых величинах смертности и рождаемости популяция будет иметь стабильную численность. Когда рождаемость будет превышать смертность, то популяция будет расти численно.

Перемещение организмов. Рядом с рождаемостью и смертностью организмов расселения, или перемещения, определяет характер роста популяции и ее плотность. Различают три типа перемещения организмов: эмиграцию, иммиграцию и миграцию. Эмиграцией называют массовое выселение организмов с определенной территории (популяции) в результате перенаселения или других причин. Обратный процесс - вселения организмов на определенную территорию или в популяцию называют иммиграцией. Регулярные и направленные перемещения организмов (туда и обратно) с одной территории на другую называют миграциями.

В основном некоторое число особей постоянно иммигрирует в популяцию или эмигрирует из нее. Обычно это слабо отражается на популяции в целом (особенно если популяция имеет значительные размеры) поскольку перемещение или уравновешивают друг друга, или компенсируются изменениями рождаемости и смертности. Однако когда расселения имеет массовый характер и осуществляется быстро, это сильно отражается на популяции. Характер расселения особей в большой степени зависит от различных препятствий и от врожденной способности взрослых особей или зародышевых форм к перемещениям, которую называют подвижностью. Расселение является средством захвата новых или освобожденных территорий и установление сбалансированного разнообразия. Оно служит также одним из факторов, что способствует потоку генов.

Расселение существенно зависит от природных помех, а также от подвижности, то есть врожденной способности организмов к перемещениям. Подвижность многих видов намного больше чем мы думаем. Способность птиц и насекомых "влезать везде" хорошо известная, хотя фактически значительно большей способностью к расселению растения характеризуются и более мелкие животные. Исследования взвешенных в воздухе форм ("воздушный планктон") позволило понять, что не только споры, семена и микроорганизмы, но и животные, например, пауки, способные перелетать на много километров, прикрепившись к собственной паутины.

Возрастная структура. Возрастная структура популяции является ее важной характеристикой, которая оказывает влияние как на рождаемость, так и смертность. Соотношение различных возрастных групп в популяции определяет ее способность к размножению в этот промежуток времени и показывает, чего можно ожидать в будущем. Обычно в популяциях, которые быстро растут, значительную долю составляют молодые особи, в стабильных популяциях распределение возрастных групп более равномерное, а в популяциях, для которых характерно уменьшение численности, преобладают лица старшего возраста.

Однако возрастная структура популяции может меняться и без изменения ее численности. Для каждой популяции характерна некоторая "нормальная", или стабильная, возрастная структура, к которой направлено изменение ее реальной (действительной) возрастной структуры. Как только достигается стабильная возрастная структура, нехарактерное увеличение рождаемости или смертности вызывает ее временную смену, после чего происходит спонтанное возвращение к стабильному состоянию.

Похожие статьи




Описание структур и функционирования популяции - Среда обитания

Предыдущая | Следующая