Основные характеристики популяций
Численность – общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Плотность – количество особей или их биомасса на единице площади или объема. В природе происходит постоянные колебания численности и плотности.
Динамика численности и плотности определяется в основном рождаемостью, смертностью и процессами миграции. Это показатели, характеризующие изменение популяции в течение определенного периода: месяца, сезона, года и т.д. Рождаемость(абсолютную и удельную). Абсолютная рождаемость – это количество новых особей, появившихся за единицу времени, а удельная – то же самое количество, но отнесенное к определенному числу особей. Например, показателем рождаемости человека служит число детей, родившихся на 1000 человек в течение года. Рождаемость определяется факторами: условиями среды, наличием пищи, биологией вида (скорость полового созревания, количество генераций в течение сезона, соотношение самцов и самок ).
Согласно правилу максимальной рождаемости (воспроизводства) в идеальных условиях в популяциях появляется максимально возможное количество новых особей; рождаемость ограничивается физиологическими особенностями вида. ПРИМЕР. Одуванчик за 10 лет способен заполонить весь земной шар, при условии, что все его семена прорастут. Исключительно обильно семеносят ивы, тополя, березы, осина, большинство сорных растений. Бактерии делятся каждые 20 минут ив течение 36 часов могут сплошным слоем покрыть всю планету. Очень высока плодовитость у большинства видов насекомых и низка у хищников, крупных млекопитающих.
Смертность бывает абсолютной (количество особей, погибших за определенное время), так и удельной. Она характеризует скорость снижения численности популяции от гибели из-за болезней, старости, хищников, недостатка корма, и играет главную роль в динамике численности популяции.
Различают три типа смертности:
- одинаковая на всех стадиях развития; встречается редко, в оптимальных условиях;
- повышенная смертность в раннем возрасте; характерна для большинства видов растений и животных (у деревьев к возрасту зрелости доживает менее 1% всходов, у рыб – 1-2% мальков, у насекомых – менее 0,5% личинок);
- высокая смерть в старости; обычно наблюдается у животных, чьи личиночные стадии проходят в благоприятных мало изменяющихся условиях: почве, древесине, живых организмах.
Стабильные, растущие и сокращающиеся популяции. В стабильной популяции темпы рождаемости и смертности близки, сбалансированы. Ареал вида при этом ни увеличивается, ни уменьшается.
В растущей популяции рождаемость превышает смертность. Для них характерны вспышки массового размножения, особенно у мелких животных (саранча, 28-точечная картофельная коровка, колорадский жук, грызуны, вороны, воробьи. Нередко растущими становятся популяции крупных животных в условиях заповедного режима (лоси в Магаданском заповеднике, на Аляске, олень пятнистый в Уссурийском заповеднике, слоны в национальном парке Кении).
При переуплотнении у растений (обычно совпадает с началом сомкнутости покрова, кронового полога) начинается дифференциация особей по размерам и жизненному состоянию, самоизреживаниепопуляций, а у животных (обычно совпадает с достижением половой зрелости молодняка) начинается миграция на сопредельные свободные участки.
Если смертность превышает рождаемость, то такая популяция считается сокращающейся. В естественной среде она сокращается до определенного предела, а затем рождаемость (плодовитость) вновь повышается и популяция из сокращающейся становится растущей. Чаще всего неумеренно растущими бывают популяции нежелательных видов, сокращающимися – редких, реликтовых, ценных, как в экономическом, так и в эстетическом отношении.
Структура популяций.
Под демографической структурой популяции понимают её половой и возрастной состав. Не считая того, принято говорить о пространственной структуре популяции - то есть об особенностях размещения особей популяции в пространстве.
Знание структуры популяции дозволяет исследователю сделать выводы о её благополучии либо неблагополучии. К примеру, если в популяции отсутствуют генеративные (способные дать потомство) особи и при этом много старовозрастных (сенильных) особей, то можно сделать неблагоприятный прогноз. У таковой популяции может не быть грядущего. Структуру популяции лучше учить в динамике: зная её изменение в течение нескольких лет, можно намного более уверенно говорить о тех либо других тенденциях.
Возрастная структура популяции связана с соотношением особей разных возрастов в популяции.
Возрастная структура популяций растений (по Т.А. Роботнову):
латентный период - состояние семени;
прегенеративный период (включает состояния проростка, ювенильного растения, имматурного растения и виргинильного растения);
генеративный период (традиционно разделяется на три подпериода - юных, зрелых и старых генеративных особей);
постгенеративный период (включает состояния субсенильного растения, сенильного растения и фазу отмирания).
В популяциях животных также можно выделить разные возрастные стадии (насекомые, развивающиеся с полным метаморфозом, проходят стадии яйца, личинки, куколки, имаго (взрослого насекомого). У остальных животных (развивающихся без метаморфоза) также можно выделить разные возрастные состояния, хотя границы меж ними могут быть и не так четкими.
Характер возрастной структуры популяции зависит от типа так называемой кривой выживания. Кривая выживания отражает уровень смертности в разных возрастных группах. Исследование кривых выживания позволяет судить о том, в каком возрасте тот либо другой вид более уязвим. Это нужно учесть при организации охоты либо в борьбе с вредителями.
Половая структура популяции. Бисексуальность играется огромную роль в поддержании генетической разнокачественности особей популяции. Половая структура, то есть соотношение полов, имеет прямое отношение к воспроизводству популяции и её стойкости.
Принято выделять первичное, вторичное и третичное соотношение полов в популяции. Первичное соотношение полов определяется генетическими механизмами - равномерностью расхождения половых хромосом. К примеру, у человека XY-хромосомы определяют развитие мужского пола, а XX - дамского. В этом случае первичное соотношение полов 1:1, то есть равновероятно.
Вторичное соотношение полов - это соотношение полов на момент рождения (посреди новорожденных).
Третичное соотношение полов - это соотношение полов посреди взрослых животных.
Пространственная структура популяции отражает характер размещения особей в пространстве.
Выделяют три главных типа распределения особей в пространстве:
· единообразное (особи размещены в пространстве умеренно, на одинаковых расстояниях друг от друга), тип также носит название равномерного распределения;
· конгрегационное, либо мозаичное (то есть "пятнистое", особи располагаются в обособленных скоплениях);
· случайное, либо диффузное (особи распределены в пространстве случайным образом).
Равномерное распределение встречается в природе редко и чаще всего вызвано острой внутривидовой конкуренцией (как, к примеру, у хищных рыб).
Случайное распределение можно следить лишь в однородной среде и лишь у видов, которые не обнаруживают никакого рвения к объединению в группы. Как хрестоматийный пример равномерного распределения, традиционно приводят распределение жука Tribolium в муке.
Распределение группами встречается намного чаще. Оно связано с чертами микросреды либо с чертами поведения животных.
Пространственная структура имеет принципиальное экологическое значение. Определенный тип использования местности позволяет популяции эффективно употреблять ресурсы среды и понизить внутривидовую конкуренцию. Она обеспечивает взаимодействие особей внутри популяции.