Что такое «популяция» и каковы ее количественные показатели?

ПОПУЛЯЦИИ

«Популяция — любая способ­ная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированная в пространстве и времени от других аналогичных совокупностей одного и того же вида» (Гиляров, 1990). По­пуляция — именно та «ячейка» биоты, которая является ос­новой ее существования: в ней происходит самовоспроизводство живого вещества, она обеспечивает выживание ви­да, т.е. является элементарной единицей эволюционного про­цесса, тогда как вид есть его качественный этап. Количест­венные показатели популяций разделяют на статические и динамические.

Статические показатели характеризуют состояние по­пуляции на данный момент времени. К ним относятся ее численность, биомасса, плотность и показатели структуры. Числен­ность— это количество животных или растений в преде­лах некоторой пространственной единицы: ареала, бассейна реки, акватории моря, области, района и т.д. Плот­ность— число особей, приходящихся на единицу площа­ди, например, плотность населения — количество чело­век, приходящееся на 1 км², или для гидробионтов — на единицу объема, на литр или кубометр. Удельная биомасса – средняя масса на единицу площади или объема. Показатели структуры: размерной — соотношение количества особей разных размеров, возрас­тной — соотношение особей различного возраста, половой — соотношение полов, генеративной - соотношение особей различной зрелости (или генераций) в попу­ляции. Особи популяции могут располагаться в пространстве случайно, закономерно или агрегировано, образуя пространственную (хорологическую) структуру.

Численность тех или иных животных определяется раз­личными методами. Например, подсчетом с самолета или вертолета при облетах территории. Численность человеческой популяции определяется путем переписи населения всего государства, его административных подразделений и т.п. Зна­ние численности и структуры населения (этнической, про­фессиональной, возрастной, половой и т.п.) имеет большое экономическое и экологическое значение.

Каждое животное при уменьшении количества корма рас­ширяет свою территорию. Такое его действие называют тер­риториальным поведением. Чем крупнее животное, тем большая ему нужна площадь на добычу пищи, поэтому чем больше размеры тела особи, тем меньше плотность популя­ции. Ограничиваютвозможность расселения как биотиче­ские (пресс хищников), так и абиотические (толерантность популяции) факторы.

Пресс хищников особенно силен, когда в коэволюции хищник — жертва равновесие смещается в сторону хищни­ка, и ареал жертвы сужается. Конкурентная борьба тесно связана с нехваткой пищевых ресурсов, на внутривидовом уровне она может быть прямой борьбой, например, хищни­ков за пространство как ресурс.

Важнейшим условием существования популяции или ее экотипа является их толерантность к факторам (услови­ям) среды. Толерантность у разных особей и к разным час­тям спектра разная, поэтому толерантность популяции зна­чительно шире, чем у отдельных особей (см. рис. 2.1).

Динамические показатели характеризуют процессы, про­текающие в популяции за какой-то промежуток времени. Ос­новными динамическими показателями популяций являют­ся рождаемость, смертность и скорость роста популяций.

Рождаемость, или скорость рождаемости, — это чис­ло особей (∆N_n), рождающихся в популяции за единицу вре­мени (∆t). Смертность, или скорость смертности, — это число особей (∆N_m), погибших в популяции в единицу вре­мени (∆t). Увеличение численности зависит от количества вырожденных (рожденных за какой-то период времени) осо­бей, а уменьшение численности — от их гибели (смертно­сти). Эмиграция и иммиграция особей на численность влия­ют несущественно.

Рождаемость и смертность, или скорость рождаемости и смертности, выражают соответственно отношениями: ∆N_n/∆t и ∆N_m/∆t. Но для сравнения рождаемости или смертности в различных популяциях пользуются величиной удельной рождаемости или удельной смертности — отношением скоро­сти рождаемости или смертности к исходной численности (N): ∆N_n/N∆t и ∆N_m/N∆t. Если, например, условно принять, что в популяции инфузорий было 200 особей и через один час стало 400 при отсутствии смертности, то рост популяции за счет рождаемости составил 200 особей в час, и эту же величину можно принять за скорость рождаемости. Удельная рождае­мость, т.е. в пересчете прироста на одну особь, за это же вре­мя составит 200:200 ∙1 = 1 особь в час.

return false">ссылка скрыта

За бесконечно малый промежуток времени (∆t → 0) мы получим соответственно мгновенную удельную рождаемость, которую обозначают латинской буквой «b», и мгновенную удельную смертность, которую обозначают буквой «d». Эти величины имеют размерность «единица времени^-1» и зави­сят соответственно от интенсивности размножения или ги­бели особей. Например, интенсивность размножения для бактерий — час, для фитопланктона — сутки, для насеко­мых — неделя или месяц, для крупных млекопитающих — год.

Скорость изменения численности популяции, т.е. ее чис­тое увеличение и уменьшение, можно представить и как из­менение ∆N за ∆t, а при ∆t → 0 можно ее определить как мгновенную скорость изменения численности, которая мо­жет быть рассчитана как

r = b-d.

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), и мы имеем численный рост популяции, или отрицательной (b ≤ d), что говорит 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.