Закономерности динамики популяции - Предмет и задачи экологии

Численность живых организмов, населяющих ту или иную экологическую систему, не бывает постоянной, а всегда колеблется в более или менее широких пределах. Эти колебания имеют очень важное значение для человека, поскольку многие животные и растения служат объектами его хозяйственной деятельности или причиной какого-либо ущерба. Поэтому знание закономерностей динамики численности популяций необходимо для прогнозирования возможных нежелательных явлений и внесения в случае необходимости корректив в эту динамику с целью управления ею.

Под рождаемостью понимают численно выраженную способность популяции к увеличению. Эта способность зависит от многих факторов: числа самок в популяции, количества половозрелых особей, их плодовитости, числа поколений в году, условий размножения и др. Например, некоторые насекомые способны давать 2-3 поколения в год, т. е. дважды в год откладывать яйца в количестве нескольких сотен; мышевидные грызуны, с периодом беременности около месяца и коротким периодом становления половой зрелости, дают 5-6 поколений; крупные теплокровные животные вынашивают плод несколько месяцев, достигают способности к воспроизводству на 3-4-й год и рождают всего 1-2 детенышей. Бактерии и простейшие, размножающиеся делением, повторяют этот акт многократно в течение нескольких часов.

Понятно, что темпы размножения и темпы рождаемости различны. Рождаемость может быть нулевой или положительной величиной, но не может быть отрицательной. Однако скорость роста может иметь любой знак (см. рис. 1.).

некоторые типы динамики популяций

Рис. 1. Некоторые типы динамики популяций: А - j-образная кривая экспоненциального роста; Б - S - образная (логистическая) кривая; В - экспоненциальный рост и такое же падение численности (N); М и К - нижний и верхний пределы возможной численности.

Рождаемость, или скорость рождаемости, - это число особей, рождающихся в популяции за единицу времени. При рассмотрении экосистем пользуются другим динамическим показателем - продукцией, т. е. суммой прироста массы всех особей (независимо от того, сколько они прожили) из множества популяций биогенного сообщества за определенный промежуток времени.

Смертность, или скорость смертности, - это число особей, погибающих в популяции за единицу времени. Но убыль или прибыль организмов в популяции зависит не только от рождаемости и смертности, но и от скорости иммиграции и эмиграции, т. е. от количества особей, прибывших и убывших в популяции в единицу времени. Увеличение численности, прибыль зависят от количества рожденных (за какой-то период времени) и иммигрировавших особей, а уменьшение, убыль численности - от гибели (смертности в широком смысле) и эмиграции особей.

Факторы иммиграции и эмиграции на численность влияют несущественно, поэтому ими при расчетах можно пренебречь. Рождаемость, или скорость рождаемости, выражают отношением:

Nn / t, (3.1)

Где N - число особей (яиц, семян и т. п.), родившихся (отложенных, продуцированных и т. д.) за некоторый промежуток времени t. Но для сравнения рождаемости в различных популяциях пользуются величиной, удельной рождаемости, т. е. отношением скорости рождаемости к исходной численности (N):

Nn / Nt. (3.2)

За бесконечно малый промежуток времени (t 0) мы получим мгновенную удельную рождаемость, которую обозначают латинской буквой "b". Эта величина имеет размерность единицы времени (-1) и зависит от интенсивности размножения особей: для бактерий - час, для фитопланктона - сутки, для насекомых - неделя или месяц, для крупных млекопитающих - год.

Смертность - величина, обратная рождаемости, но измеряется в тех же единицах и вычисляется по аналогичной формуле. Если принять, что Nm - число погибших особей (независимо от причины) за время t, то удельная смертность определяется формулой

Nm / Nt. (3.3)

При 0 имеем мгновенную удельную смертность, которую обозначают буквой "d".

Величины рождаемости и смертности, по определению, могут иметь только положительное значение либо равное нулю. Мгновенная скорость изменения численности может быть рассчитана следующим образом:

R = b - d. (3.4)

Анализ уравнения показывает, что если b = d, то r = 0, и популяция находится в стационарном состоянии; если же b d, то r может быть величиной положительной (b > d) - имеется численный рост популяции, или отрицательной (b < d), что свидетельствует о снижении численности на данном отрезке времени. Эта формула важна как раз для определения смертности, которую трудно измерить непосредственно, а определить r достаточно просто непосредственными наблюдениями, тогда d = b - r.

Похожие статьи




Закономерности динамики популяции - Предмет и задачи экологии

Предыдущая | Следующая