5. Свойства популяционной группы

Каждая экосистема имеет свою структуру, обеспечивающую поддержание биогенного круговорота в конкретных географических условиях. Это происходит потому, что в экосистеме представлен набор видов с разными экологическими свойствами, которые находятся друг с другом в сложнейших связях.

Физические факторы, ограничивающие рас­пространение вида, определяют потенциаль­ную возможность для данного вида обитать в той или иной области. Однако каждую область населяет множество различных живот­ных и растений, между которыми существуют самые разнообразные взаимоотношения — кон­куренция, комменсализм, хищничество и дру­гие,— и от всех этих факторов также зависит возможность для данного вида выжить в данной местности. Любая группа организмов одного вида, занимающая определенное пространство и функционирующая как часть биотического сообщества - это популяция. Биотическое сообщество, в свою очередь, определяется как совокупность популяций, которая функционирует как целостная единица в отведенном ему пространстве физической среды обитания. Популяция обладает рядом показателей, которые характеризуют ее как группу в целом, а не отдельных ее особей. К этим показателям относятся: плотность популяции, рождаемость, смертность, возрастной состав, распределение в пространстве, кривая роста и др. Хотя от­дельные особи рождаются и умирают, они не характеризуются рождаемостью или смертно­стью; это характеристики, относящиеся к популяции в целом.

1. Плотность популяции

Одной из важных характеристик популяции является ее плотность — число особей на еди­ницу площади или объема (например, число людей на 1 кв. км, число деревьев на 1 га леса, число миллионов диатомовых водорослей на 1 м ³ морской воды). Плотность популя­ции — это показатель степени ее процветания в данной местности.

Иногда бывает важно различать среднюю плотность, т.е. численность (или биомассу) на единицу всего пространства. И удельную или экологическую плотность, т.е. численность (или биомассу) на единицу обитаемого пространства (доступ­ной площади или объема, которые фактически могут быть заняты популя­цией). Часто важнее знать не конкретную величину популяции в тот или иной момент времени, а ее динамику, т.е. возрастает она или уменьшается. В таких случаях полезны показатели относительного обилия. Они могут быть отнесены к определенным промежуткам времени, например, число птиц, отмеченных в течение часа. Их можно выразить также в процентах, например, частота встречаемости - это процент проб, в которых обна­ружен данный вид. В описательных работах по геоботанике плотность и частоту встречаемости часто объединяют, получая показатель значимости для каждого вида.

Хотя плотности популяции разных представителей млекопитающих как класса охватывают диапазон почти в пять порядков величины, диапазон колебании плотности популяции для каждого вида или трофической группы намного меньше.

Чем ниже трофический уровень, тем выше плотность, а чем крупнее животное внутри данного уровня, тем больше их биомасса. Так как у круп­ных животных интенсивность метаболизма на единицу массы меньше, чем у мелких, на данной энергетической базе может поддерживаться большая масса крупных животных.

Если размеры особей в популяции и интенсивность их метаболизма примерно одинаковы, то плотность удобно выражать числом особей, одна­ко часто встречается ситуация, показанная в табл.6.

Таблица 6

Сравнение численности и биомасс, в случае,

Когда размеры организма сильно меняются с возрастом

	Май	Октябрь	Апрель
Число особей в озере, тыс.	4000	500	150
Биомасса, т	1,0	3,3	2,0

Данные по численности приводят к переоценке значения мелких организмов, а данные по биомассе - к переоценке роли крупных организмов. Многие специальные количественные показатели и термины широко при­меняются только при работе с определенными популяциями или группами популяций. Лесные экологи, например, часто пользуются терминами "пло­щадь оснований" (суммарная площадь поперечных срезов стволов) как ме­рой плотности деревьев.

Если необходимо знать характер изменения популяции или если в дан­ных условиях нельзя определить абсолютную плотность, то часто бывают полезными оценки относительного обилия. Термины "обильный", "обыч­ный", "редкий" и т.п. применимы в тех случаях, когда они соответствуют измерениям или оценкам, полученным таким способом, что сравнение име­ет смысл.

Показатели, выраженные в процентах, широко используются при изуче­нии растительности; общеупотребительны такие специальные показатели, как частота - процент пробных площадок, на которых встречается данный вид; обилие - процент особей в пробе; покрытие - процент поверхности почвы, оказавшейся закрытой при проекции на нее наземных частей расте­ний. Не следует путать эти индексы с истинной плотностью, которая всегда выражается по отношению к определенному пространству.

Различие между средней плотностью и экологической плотностью можно проиллюстрировать данными по лесному аисту в Национальном парке Эверглейдс (Флорида). В этой местности плотность мелких рыб с падением уровня воды в течение сухого зимнего сезона в целом снижается, но эколо­гическая плотность при этом возрастает, так как по мере сокращения зерка­ла воды увеличивается число рыб, приходящихся на единицу водной по­верхности.

Аисты откладывают яйца в такое время, что вылупление птенцов приходится на период пика экологической плотности рыб. Это облегчает родителям ловлю рыбы, которая составляет основную пищу птенцов. В мире лесного аиста в расчет принимается экологическая, а не средняя плотность пищевых объектов. В мире людей наблюдается во многом сходная картина: в расчет принимаются главным образом высококачественная энергия и пищевая продукция, сконцентрированные на 15 или 20 процентах земли, где возможен высокий урожай, но не рассеянные и труднодоступные для добывания ресурсы.