Динамика численности популяций

Рождаемость, смертность и миграция определяют скорость изменения числа особей в популяции за определенный промежуток времени. Процесс изменения во времени численности, структуры и распределения особей популяции, называемый динамикой популяции,является результатом действия факторов окружающей среды и регулируется внутрипопуляционными механизмами. С экологической точки зрения наиболее важной является динамика численности.

Динамика численности популяции –это изменение общего числа особей в популяции. Для интерпретации динамики численности используют математические модели. Известны две модели кривых роста численности популяции: модель экспоненциального роста и модель логистического роста.

Модель экспоненциального роста. Численность популяции при отсутствии каких-либо экологических ограничений будет увеличиваться в геометрической прогрессии. Рост происходит сначала медленно, так как неизбежно тратится энергия на адаптацию к новым условиям. Затем, когда адаптация завершена, число особей стремительно увеличивается. Такая модель роста популяции возможна только в искусственных условиях, когда все экологические факторы поддерживаются на оптимальном для данной популяции уровнях.

Модель логистического роста. Рост численности популяций в природе никогда не бывает бесконечным. Ресурсы среды, за счет которых существуют виды (пища, места для жилища) на любой территории имеют пределы. Эти пределы называются емкостью среды – максимальный размер популяции одного вида, который экологическая система способна поддерживать в определенных условиях неопределенно долго. С увеличением плотности скорость роста популяции постепенно снижается до нуля. Такая модель получила название логистической модели. Реальный рост численности популяций в природе описывается логистической кривой.

В реальных условиях популяции обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою численность. Поддержание в популяции численности особей, оптимальной в данных условиях, называется гомеостазом популяции. Гомеостаз обеспечивается действием модифицирующих и регулирующих факторов. Модифицирующие факторы – это только абиотические факторы. Модифицирующие факторы, вызывая изменение численности популяции, сами не изменяются (гибель части особей, популяции во время пожара, снижение численности популяции лютика в результате похолодания).

Регулирующие факторы – это только биотические факторы. Регулирующие факторы сдерживают колебания численности популяции на уровне оптимальном. Если скорость роста численности популяции невелика, то ее регулирует деятельность хищников. Возросшая плотность популяции становится благоприятной для массового размножения паразитов, инфекционных болезней. Одновременно включаются механизмы, зависящие от плотности популяции: стрессовые реакции, ужесточение внутривидовой конкуренции.

Виды, у которых численность из года в год находится на уровне поддерживающей емкости среды, имеют достаточно стабильныепопуляции. Подобное постоянство в размерах популяции характерно для видов, обитающих в стабильных условиях среды.

Некоторые виды каждые три-четыре года или каждые десять лет, или в иные постоянные временные интервалы резко увеличивают число особей, что затем сопровождается резким падением численности популяции. Данные виды относятся к популяциям с циклическим ростом численности.

Ряд видов (грызуны, саранча) имеют достаточно стабильные популяции, однако время от времени их численность возрастает до наивысшего значения, а затем резко падает. Такие виды относятся к популяциям со скачкообразнымростом численности. После превышения емкости среды, в популяции возрастает смертность, и ее размеры сокращаются.