4. Временные характеристики популяции

К временным характеристикам популяции относят:

а) рождаемость и ее виды;

б) смертность и ее виды;

в) выживаемость;

г) скорость роста.

Рождаемость - это способность популяции к увеличению численности (число особей появившихся (родившихся) в популяции за некоторый (изучаемый) промежуток времени).

Максимальная рождаемость - теоретический максимум скорости появления новых особей, т.е. количество новых особей появившихся в идеальных условиях среды (реализуется, когда отсутствуют лимитирующие экологические факторы и размножение сдерживается только физиологическими).

Экологическая рождаемость - увеличение численности в фактических условиях среды, т.е. количество новых особей, появившихся в реальных условиях среды

Следующая характеристика – смертность – количество особей погибших в популяции за изучаемое время.

Минимальная смертность - гибель особей популяции в идеальных условиях (когда популяция не подвергается лимитирующим воздействиям)

Экологическая смертность - гибель особей популяции в данных (естественных)условиях среды. Величина ее зависит от условий среды и свойств самой популяции.

Для анализа роста численности популяции обычно пользуются данными, отражающие величину смертности. Для этого составляют кривые выживаемости.

Выживаемость – это доля организмов достигших взрослого состояния. Характеризуется долей выживших особей популяции. Это разница между рождаемостью и смертностью.

Для одних популяций свойственна высокая выживаемость взрослых особей, у других в начале жизни, у третьих она является равномерной на всех стадиях развития.

У всех видов можно наблюдать разные типы выживаемости, определяемые закономерностями отмирания особей в популяции. Показатель варьирует от 0,0001 (икринки рыб) – 95-97% (человек).

Выживаемость важный экологический показатель, определяющий состояние популяции и планирующий ее эксплуатацию.

Каждая популяция может быть в трех состояниях:

Состояние роста – свидетельствует о мамой смертности в течение большей части жизни, но затем она резко возрастает естественная смерть) и все особи погибают за короткий срок (дрозофилы, бабочки-поденки и другие насекомые); Р>С. Предел эксплуатации человеком до 35%.

Состояние стабильности – численно не изменяется. Независимо от возраста на всех этапах органогенеза гибнет одна и та же доля особей (например, полевки, птицы, многолетние травянистые растения); Р=С.

Состояние вымирания – популяция сокращается, эксплуатировать нельзя. Р<С. Кривая иллюстрирует массовую гибель особей популяции в начальный период жизни, а затем относительно низкую смертность оставшихся. Этот тип кривой характерен не только для представителей фауны с высокой плодовитостью (многие виды рыб, земноводных, моллюски, черви и др.), но и для представителей флоры (растения, грибы).

Скорость роста

характеризует во сколько раз увеличивается число особей в популяции за единицу времени. Величина непостоянная. N/ t (отношение численности ко времени).

Выделяют два типа роста популяций:

Если популяция находится в оптимальных по экологическим факторам условиях, то N/ t = r*N,

где N/ t – скорость роста особей за час, день, месяц;

r – показатель максимальной рождаемости (биотический потенциал);

N – численность особей в популяции.

Эта скорость роста соответствует экспоненциальному росту популяции. В этом случае увеличение численности особей в популяции идет по J-образной кривой. Эта J-образная кривая показывает, что в ходе роста популяции ее численность увеличивается с возрастающей скоростью. Столь стремительный рост, конечно, не может продолжаться долго. Рано или поздно свободные ресурсы будут исчерпаны и рост популяции прекратится. Таким типом роста обладают популяции, у которых очень короткий цикл развития и простая возрастная структура. Популяции довольно чувствительны к изменениям внешних условий, однако они способны почти мгновенно реагировать на улучшение экологических условий и максимально использовать свободные ресурсы.

Например, если быстроразмножающиеся организмы (насекомые, микроорганизмы) осваивают какую-либо среду или субстрат, где нет конкурентов. Такие условия создаются, в частности, при освоении экскрементов крупных животных насекомыми, при размножении организмов в средах богатых питательными веществами, например, в загрязненных органическими и биогенными веществами водоемах и т.д.

Для большинства же популяций скорость роста характеризуется кривой, которая отражает высокую смертность молодых особей или их зачатков (яйца, икринки, споры, семена и т.п.). Кривая напоминает по форме латинскую букву S и носит название логистической. При логистическом росте скорость увеличения численности популяции некоторое время нарастает, но вскоре этот процесс начинает замедляться. В конце концов, рост численности практически прекращается.

Такой тип роста характерен для организмов, имеющих продолжительный цикл развития, популяции которых отличаются сложной возрастной структурой. Популяции такого типа более устойчивы к внешним воздействиям, но не имеют возможностей быстро реагировать на улучшение условий жизни.

Математически логистический рост популяции выражают следующим уравнением: N/ t = r*N ((K – N)/K),

Где К – емкость среды, т.е. то максимальное количество особей популяции, которое может “прокормить” среда. Характеризует пищевой ресурс в экосистеме для популяции. К – ограничивает рост популяции в экосистеме.