Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
-

Н.В. Гусакова, А.И. Забалуева, В.В. Румянцева
Экология: конспект лекций

Под редакцией А.Н. Королева. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006. - 176с.

Предыдущая

Лекция 3. Экологические системы

3.4. Закономерности динамики популяции

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 (рис. 2).

Рис. 2. 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

DNn / Dt,                                 (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):

                           DNn / NDt                                                 (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

DNm / NDt                               (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 .                                              (4)

Анализ уравнения показывает, что если b = d, то r = 0, и популяция находится в стационарном состоянии; если же bd, 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.

Предыдущая