Головна |
« Попередня | Наступна » | |
ДИНАМІКА ПОПУЛЯЦІЙ. |
||
Динаміка популяцій - це процеси зміни її основних біологічних показників (чисельності, біомаси, структури) в часі залежно від екологічних факторів. Динаміка чисельності популяцій. Будь популяція теоретично здатна до необмеженого росту чисельності, якщо її не лімітують фактори зовнішнього середовища. У цьому випадку швидкість зростання популяції буде визначатися величиною біотичного потенціалу. Ця динаміка описується диференціальним рівнянням А. Лотки:
, де N - число особин в популяції,? (Тау) - час, r - біотичний потенціал, d - диференціал. Якщо r> 0, то з часом чисельність популяції зростає спочатку повільно, а потім стрімко, згідно експоненціальним законом, тобто крива зростання популяції приймає J-подібний вид - експоненціальна крива (слайд). Така модель грунтується на допущенні, що зростання популяції не залежить від її чисельності та буде збільшувати її до заселення всієї Землі. Ця ідея була висунута ще на рубежі 18-19 століть англійським економістом Томасом Р. Мальтусом, основоположником теорії мальтузіанства.
Типи кривих зростання чисельності популяції (модель росту популяції).
Значення біотичного потенціалу різному в різних видів, проте, яким би він не був, в реальних умовах існують межі, що регулюють ріст популяції: обмеження харчових ресурсів, скупчення токсичних продуктів метаболізму. Наприклад, для дріжджів лімітуючим фактором є накопичення спирту, що утворюється в процесі метаболізму. Ці межі називають ємністю середовища. Вона різна для різних популяцій. Наприклад, ялиновий ліс більш ємна середу для клестов - ЄЛОВІКОВ, ніж змішаний, оскільки їх основна їжа - насіння ялини. Модель динаміки чисельності популяції при обмежених (лімітують) ресурсах запропонували Р. Пірл і А. Ферхюльст: , де К - ємність середовища. Початковий експоненціальне зростання у вихідних сприятливих умовах згодом тривати не може і поступово сповільнюється і крива виходить на якийсь стабільний рівень. Графічно динаміку зростання популяції при обмежених ресурсах відображає логістична крива S (слайд). Вислів - характеризує опір середовища, тобто сукупність всіх лімітують ріст популяції факторів. Рівняння Пірла - Ферхюльста лежить в основі багатьох математичних моделей біотичних відносин в популяціях, описують зростання чисельності популяції при впливі на популяцію сукупності факторів зовнішнього середовища. Екологічні дослідження виявили таку закономірність - чим більший організми, тим ближче до логістичного типу має характер росту щільності їх популяцій. Популяція пристосовується до зміною умов середовища проживання шляхом оновлення та заміщення особин. Якщо інтенсивність народжуваності і смертності, еміграції та імміграції збалансовані, то формується стабільна популяція та її чисельність і ареал проживання зберігаються на одному рівні. У реальних умовах у природі немає жодної популяції не змінюється в часі. Якщо спостерігається перевищення народжуваності над смертністю, тоді чисельність популяції зростає, і популяція називається зростаючою. Наприклад, популяція колорадського жука, популяція елодєї канадської. Однак, при надмірному розвитку популяції погіршуються умови існування, що викликається переущільненням. Згідно з правилом харчової кореляції (Уїнні-Едвардс), в ході еволюції зберігаються тільки ті популяції, швидкість розмноження яких скоррелірована з кількістю харчових ресурсів середовища їх проживання. Відступ від цього правила веде до скорочення популяції, тобто популяція стає сокращающейся. При різкому скорочення харчових ресурсів може наступити крах популяції в результаті якого популяція може припинити своє існування. Згідно з принципом В. Оллі, агрегація (скупчення) особин, як правило, посилює конкуренцію між ними за харчові ресурси і життєвий простір, але призводить до підвищення здатності групи в цілому до виживання. Звідси випливає, що для розвитку популяції лімітуючим чинником є як «перенаселення», так і «недоселенность». Сучасна теорія динаміки чисельності популяцій розглядає коливання чисельності популяції як авторегулируемого процес. Виділяють дві принципово різні сторони популяційної динаміки: модифікацію і регуляцію. Для будь-якої популяції організмів у конкретних умовах властивий певний середній рівень чисельності, навколо якого відбуваються коливання. Відхилення від цього середнього рівня мають різний розмах, але в нормі після кожного відхилення чисельність популяції починає змінюватися з протилежним знаком. Модифікація - це випадкові відхилення чисельності, що виникають в результаті дії найрізноманітніших факторів, не пов'язаних з щільністю популяції. Модифікуючі фактори, викликаючи зміну чисельності популяцій, самі не відчувають впливу цих змін. Дія їх, таким чином, одностороннє. До факторів, модифицирующим чисельність популяцій, відносяться всі абіотичні впливу на самі організми, якість і кількість їх корму, активність ворогів і т.п. Сприятлива погодна обстановка може послужити причиною масового спалаху розмноження виду і перенаселення займаної ним території. Регуляція - це повернення популяції після відхилення до вихідного стану, який відбувається під впливом факторів, сила дії яких визначається щільністю популяції. Регулюючі чинники не просто змінюють чисельність популяції, а згладжують її коливання, приводячи після чергового відхилення від оптимуму до колишнього рівня. Це відбувається тому, що ефект їх впливу тим сильніше, чим вище щільність популяції. У якості регулюючих сил вступають міжвидові і внутрішньовидові відносини організмів. Різні типи цих відносин визначають швидкість відповідних реакцій на зміни чисельності популяцій. Підтримання чисельності, оптимальною в даних умовах, називається гомеостазом популяції. Гомеостатические можливості популяцій різні і здійснюються вони через взаємовідносини особин між собою і з навколишнім середовищем. Коливання чисельність популяції можуть носити регулярний і нерегулярний характер. У 1928р. Н.В. Тимофєєв - Ресовський для позначення коливань чисельності особин популяції ввів поняття «популяційні хвилі» або «хвилі життя». У співтовариствах, штучно створюваних людиною або спрощених в результаті антропогенних впливів, регуляторні зв'язку ослаблені, і тому в них можливі як катастрофічні для біоценозу розмноження окремих видів - шкідників сільськогосподарських рослин і лісових насаджень, гризунів, паразитів, збудників хвороб, так і зменшення чисельності та поширеності інших. Таким чином, як масштаби, так і хід коливання чисельності будь-якого виду в природних співтовариствах історично обумовлені природним відбором в залежності від особливостей біології, характеру внутрішньовидових зв'язків і міжвидових відносин, до яких пристосований вид в певних умовах середовища . Для кожного біологічного виду існує оптимум екологічних факторів, який характеризується найбільшим ступенем сприятливості для існування виду. Максимальної ступенем сприятливості впливу факторів на організм відповідає помірна швидкість розвитку організмів при мінімальній витраті енергії і найменша смертність, а також найбільша тривалість існування дорослих особин і їх висока плодючість. 1.4.7. ???. МЕТОДИ КІЛЬКІСНОГО ОБЛІКУ У популяціях, ЇХ СПЕЦИФІКА У РОСЛИН І ТВАРИН. 1.5.
|
||
« Попередня | Наступна » | |
|
||
Інформація, релевантна " ДИНАМІКА ПОПУЛЯЦІЙ. " |
||
|