Популяции. Динамика популяций

3.8.1. Популяции и их характеристики. Популяция - это наименьшая экологическая единица особей одного вида, проживающая на определённой территории и обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды. Популяция занимает определенное пространство и обладает признаками, характеризующими группу как целое, а не отдельных особей.

Основными характеристиками популяций являются: полная численность, плотность расселения, генетическая структура, данные о вероятности выживания, тип пространственного распределения особей, возрастное распределение особей (демографическая пирамида), способ размножения и плодовитость, социальная организация.

Кроме того, популяции имеют ряд генетических признаков, связанных с их экологией, - способность к адаптации, репродуктивная приспособленность и устойчивость.

Кривыми выживания называются зависимости количества выживших особей популяции от их возраста. Бывают трех типов (см. рис. 3.15).

Рис. 3.15 –Типы кривых выживания

Тип 1 характерен для видов с низкой детской смертностью, комфортными условиями жизни (дрозофилы в лабораторных условиях, жители развитых стран Запада), и лишь в старости смертность резко возрастает.

Для человека и крупных млекопитающих характерны забота о потомстве, что обеспечивает низкий уровень смертности в начале жизни.

Тип 2 (популяция гидры) характеризуется постоянно высокой смертностью потомства на протяжении всей жизни.

Для видов второй группы характерен примерно постоянный уровень смертности в течение всей жизни.

Тип 3 (с высокой смертностью молодых организмов (рыбы, насекомые, паразиты) и стабильным выживанием взрослых особей.

Для видов третьей группы характерен высокий уровень смертности молодых особей и повышение живучести с возрастом.

3.8.2. Динамика популяций. Модели динамики популяций.

1. J-образная кривая. (рис. 3.16)

При неограниченных ресурсах и идеальных природных условиях виды реализуют максимальную рождаемость. Такой рост популяции начинается медленно и затем стремительно нарастает по экспоненте, то есть кривая роста популяции принимает J-образный вид:

dN/dt = rN,

где r – выраженная скорость роста численности популяции, связана с максимальной скоростью размножения; чем выше скорость размножения, тем выше r:

r > 0, N ↑ экспоненциально (бум и крах популяции);

r < 0, N ↓ экспоненциально (бум и крах популяции) - размеры не стабилизируются.

2. S-образная кривая. (рис. 3.17)

При ограниченных ресурсах размеры популяции того или иного вида также ограничены, и смертность начинает расти, когда численность популяции достигает или временно превышает емкость экосистемы.

Когда это случается, J -образная кривая роста популяции начинает плавно изгибаться и принимает вид S-образной кривой:

Рис. 3.17 – Ограничение численности популяции ёмкостью экосистемы по модели S-образного роста численности

dN/dt = rN · (K – N)/K,

где K – максимальное число организмов, которое может поддерживаться в данных условиях среды (емкость экосистемы); отражает влияние среды на снижение роста:

N > K, скорость роста отрицательна;

N < K, скорость роста положительна;

N = K, скорость роста равна нулю – стабилизация популяции.

Основные виды кривых численности популяций в природе (рис.3.18):

относительная стабильность; скачкообразный рост; циклические колебания.