Скорость увеличения численности особей. Типы роста популяций. Связь скорости роста популяции с возможной интенсивностью ее эксплуатации. Кривые роста популяций

Динамика популяций – это процессы изменения ее основных биологических показателей (численности, биомассы, структуры) во времени в зависимости от экологических факторов. ДП – это приспособительный ответ на условия существования вида, одно из наиболее значимых биологических и экологических явлений, т.к. жизнь популяции проявляется в ее динамике.

Важным процессом динамики популяций является рост численности (или просто «рост популяции»), который происходит при освоении организмами новых мест обитаний или после перенесенной катастрофы. Характер роста бывает различным.

Рост популяций у любых видов, от бактерий до человека, имеет общие закономерности. Теоретически численность любого вида может расти бесконечно в силу того, что размножение обычно происходит в геометрической прогрессии. Число потомков, которое может оставить после себя одна особь, носит название биотический потенциал вида . Потомков может быть всего два, как при простом делении клетки надвое (бактерии, амебы, инфузории), а может быть – сотни миллионов (количество икринок, откладываемых за жизнь рядом плодовитых рыб, число мелких семян у многих древесных растений и т.п.).

Динамика роста популяции

N t = N t -1 + B – D + C – E

Nt– число особей в моментt,

Nt-1- число особей в предыдущий момент,

B- число родившихся,

D- число погибших,

C- число иммигрантов,

E- число эмигрантов

Кривые роста .

Выделяют две основные формы кривых роста - чисто экспоненциальную (J-образную) и сигмоидную (S-образную).

Сигмоидная, или S-образная , кривая описывает ситуацию, при которой в новом для популяции местообитании ее плотность сначала возрастает медленно (лаг-фаза, соответствующая периоду адаптации к условиям), а затем быстро. По прошествии некоторого времени скорость роста замедляется и становится в конечном итоге нулевой: рождаемость полностью уравновешивается смертностью. Говорят, что кривая выходит на плато. Замедление роста популяции объясняется увеличением внутривидовой конкуренции за ресурсы, например, пищу или места гнездования. В результате по механизму отрицательной обратной связи повышается смертность особей и замедляется их размножение (меньший процент спаривающихся животных, рост числа вызванных стрессом выкидышей и т. п.).

Экспоненциальный рост без выхода на плато (J-образная кривая ) соответствует ситуации, при которой после начального адаптационного периода (лаг-фазы) численность особей резко возрастает, но затем рост внезапно прекращается, когда начинает проявляться отсутствовавшее прежде сопротивление среды. Такой рост популяции называют независимым от плотности, поскольку он ничем не сдерживается до последнего момента, за которым следует массовая гибель особей. Эта гибель в свою очередь может вызываться либо наступлением неблагоприятного сезона, либо окончанием сезона размножения самих организмов или их основных жертв.

Рис. 5 Типы кривых роста численности популяции (модели роста популяции):

а – J-образная; б – S-образная; K – поддерживающая емкость среды (максимальный размер популяции, которая может существовать определенном объеме и при регулярной подкормке).

Факторы динамики численности популяций.

Сдерживание роста популяций в природе происходит в результате действия целого ряда факторов. Их делят на две принципиально различные категории: модификаторы и регуляторы:

Факторы-модификаторы воздействуют на численность популяции односторонне, сами не испытывая никакого влияния с ее стороны. Это, прежде всего, абиотические явления: засухи, проливные дожди, наводнения, бури, низкие температуры и т.п. Рост и плодовитость особей подчиняется правилу оптимума, поэтому все отклонения от него изменяют (модифицируют) численность популяций в сторону уменьшения, а приближение к оптимуму стимулирует увеличение численности.

Факторы-регуляторы не только влияют на численность популяций, но и сами изменяют силу своего действия в зависимости от ее плотности. С падением численности воздействие регуляторов ослабевает, с возрастанием – усиливается. Возникает так называемая отрицательная обратная связь , которая способна сдерживать рост популяции. Следует отметить, что чрезмерный, неконтролируемый, рост численности в конечном итоге губителен для любого вида, т.к. может полностью истощить и подорвать ресурсы среды. В эволюции возникло множество механизмов регулирования размножаемости видов.

Типы динамики численности.

1. Стабильный тип – характеризуется малой амплитудой и длительным периодом колебаний численности. Внешне она воспринимается как стабильная. Такой тип свойствен крупным животным с большой продолжительностью жизни, поздним наступлением половозрелости и низкой плодовитостью. Это соответствует низкой норме смертности. Например, копытные (период колебания численности 10-20 лет), китообразные, гоминиды, крупные орлы, некоторые рептилии.

2. Лабильный (флюктуирующий) тип – отличается закономерными колебаниями численности с периодом порядка 5-11 лет и значительной амплитудой (в десятки, иногда сотни раз). Характерны сезонные изменения обилия, связанные с периодичностью размножения. Этот тип свойствен животным с продолжительностью жизни 10-15 лет, более ранним половым созреванием и высокой плодовитостью. Сюда относятся крупные грызуны, зайцеобразные, некоторые хищные, птицы, рыбы и насекомые с длинным циклом развития.

3. Эфемерный ( взрывной тип) динамики отличается неустойчивой численностью с глубокими депрессиями, сменяющимися вспышками массового размножения, при которых численность возрастает в сотни раз. Ее перепады осуществляются очень быстро. Общая длина цикла обычно составляет до 4-5 лет, из них пик численности занимает чаще всего 1 год. Этот тип динамики характерен для короткоживущих (не более 3 лет) видов с несовершенными механизмами адаптации и высокой гибелью (мелкие грызуны и многие виды насекомых).

Скорость роста популяции в естественных местообитаниях будет зависеть от климатических изменений, от снабжения пищей и от того, ограничено ли размножение определенным временем года и др., что должно учитываться при составлении моделей или их усовершенствовании.[ ...]

Скорость роста популяции - изменение численности популяции за единицу времени. Скорость роста популяции может быть положительной, нулевой и отрицательной. Она зависит от показателей рождаемости, смертности и миграции (вселения - иммиграции и выселения - эмиграции). Увеличение (прибыль) численности происходит в результате рождаемости и иммиграции особей, а уменьшение (убыль) численности - в результате смертности и эмиграции особей.[ ...]

Общая скорость роста популяции в отсутствие лимитирующего влияния среды (г) зависит от возрастного состава и вклада в репродукцию различных возрастных групп. Таким образом, вид может характеризоваться несколькими величинами г в зависимости от структуры популяции. Когда устанавливается стационарное и стабильное распределение возрастов, специфическую скорость роста называют показателем потенциального роста популяции или Гтах- Часто эту максимальную величину г называют иначе - биотический или репродуктивный потенциал. Разность между гтах, или биотическим потенциалом, и фактической скоростью роста в данных лабораторных или полевых условиях используют как меру сопротивления среды, которая характеризует сумму всех лимитирующих факторов среды, препятствующих реализации биотического потенциала.[ ...]

На уровне популяции абиотические факторы воздействуют на такие параметры, как рождаемость, смертность, средняя продолжительность жизни особи, скорость роста популяции и ее размеры, нередко являясь важнейшими причинами, определяющими характер динамики численности популяции и пространственное распределение особей в ней. Популяция может приспосабливаться к изменениям абиотических факторов, во-первых, меняя характер своего пространственного распределения и, во-вторых, путем адаптивной эволюции.[ ...]

Поскольку популяция изменчива, нас интересует не только ее величина и состав в каждый данный момент, но также и то, как она изменяется. Зная скорость изменения популяции, можно судить о многих ее важных особенностях. Скорость можно определить, разделив величину изменения на период времени, за который оно произошло; скорость, выраженная таким образом, будет характеризовать быстроту, с какой что-то изменяется во времени. За» означает «деленное на». Например, скорость роста популяции - это число организмов, на которое она увеличивается за некоторое время; ее получают путем деления величины прироста популяции на протекший промежуток времени. Средние скорости изменения популяций принято выражать в виде ДЛ /М где N - размер популяции (или другой существенный показатель), а t - время. Мгновенные скорости обозначают как йЫ1[ ...]

Параметры роста популяции жертвы (“Prey Growth Parameters”): г - Удельная мгновенная скорость роста популяции жертвы; значения г должны быть положительными и лежать в интервале от 0 до 5. По умолчанию г= 1.[ ...]

Мгновенную скорость йЫ/сИ, а также скорость с?М/(Мс?/) нельзя рассчитать непосредственно, лишь на основании подсчетов численности; необходимо также знать характер кривой роста популяции. Вычисляют мгновенную скорость с помощью уравнений, которые будут рассмотрены в разд. 7. Мы не можем подсоединить к популяции «спидометр» » определить ее мгновенную скорость, как в автомобиле. Разумеется, приближенный расчет можно было бы сделать, проводя переписи численности популяции через очень короткие промежутки времени. При этом мы, вероятно, установили бы, что по средней величине совершенно нельзя-судить о том, как изменяется скорость роста в последовательные моменты времени. В приведенном выше примере специфическая скорость роста вычислена по отношению,к величине популяции в начальный момент (50 простейших). Другими словами, на каждую из первоначальных 50 особей образовалось по 2 новые особи. При этом некоторые особ» могли бы разделиться дважды, тогда как другие совсем не разделились-бы, а часть особей вообще исчезла бы из популяции. Перепись численности в начальный и конечный моменты какого-то промежутка времени ничего не скажет нам о том, как же все это произошло на самом деле. Специфическая скорость роста может быть также выражена по отношению к средней величине популяции в течение данного периода времени. Пр» оценке годовой скорости роста популяций человека (в процентах) за основу обычно берут плотность в середине года. Так, скорость 1% в гол означает, что на каждые 100 человек популяции, имевшихся в середине-года, добавилось по одному новому индивидууму. Выражение скорости по отношению к числу имевшихся особей позволяет сравнивать скорости-роста популяций, сильно различающихся по величине, например населения небольшого и большого государства.[ ...]

Таким образом, скорость рождаемости, скорость смертности и скорость роста популяции могут быть средними и мгновенными. Далее по тексту подразумевается мгновенная скорость, однако слово «мгновенная» сознательно опущено, чтобы не перегружать текст.[ ...]

В этом уравнении скорость роста популяции зависит от ее численности в момент (t - Т), где Т- это время запаздывания (time lag) обратной связи, измеряемое числом поколений. Даже столь простая модель позволяет выявить основные эффекты запаздывания на динамику роста популяции.[ ...]

Описанные модели роста популяции и дифференциальные уравнения предполагают, что все организмы сходны между собой, имеют равную вероятность погибнуть и равную способность к размножению, так что скорость роста популяции в экспоненциальной фазе зависит только от ее численности и не ограничена условиями среды, которые остаются постоянными. Идеальность» всех экологических факторов в исходных условиях предопределила то, что рассматриваемые модели называют идеальными.[ ...]

Обозначим численность популяции первого вида Ыи а численность второго - N2. Предельную плотность насыщения и максимальную врожденную скорость роста популяций обозначим соответственно Ки Кг, г и г2.[ ...]

Нужно подчеркнуть, что на скорость роста популяции и другие показатели оказывают сильное влияние сроки размножения. Давление отбора может приводить к возникновению различных адаптивных изменений в жизненном цикле; при этом может сдвинуться время начала размножения, но не изменится общее число потомков или же может измениться продукция или «размер кладки», но не будет затронуто время размножения. Эти и многие другие стороны динамики популяции можно выявить с помощью таблиц структуры популяции по продолжительности жизни особей.[ ...]

Вообще ’’эффект Олли”, т.е. увеличение скорости роста популяции при объединении отдельных особей во взаимодействующие группы (самым простым примером такого объединения служит возникновение репродуктивных пар) может приводить к возникновению нескольких нетривиальных положений равновесия. Переход популяции из одного состояния в другое может происходить как вследствие естественной эволюции системы, так и под действием случайных возмущений. Иногда с такими переходами связывают понятие ’’эластичности” сообщества. Точнее, система считается ’’эластичной”, если случайные воздействия не разрушают ее, а приводят в другое стационарное состояние. Среди равновесных точек системы могут встречаться как устойчивые, в окрестности которых система будет проводить большую часть времени, так и неустойчивые, которые связаны с границами областей притяжения устойчивых состояний.[ ...]

Ясно, что мгновенная удельная скорость роста популяции 6NIN6t максимальна (г = rmax) когда N = 0 и (К - N)tK = 1, и равна нулю при N = К и (К - N)IK= 0. Это означает, что популяция прекращает рост при достижении численности К, когда среда обитания оказывается полностью занятой.[ ...]

Модели зависимого от плотности роста, такие как логистическое уравнение, описывают процесс внутривидовой конкуренции, при котором по мере увеличения численности особей ресурсы становятся все более ограничивающим фактором, и удельная скорость роста популяции уменьшается. Модель межвидовой конкуренции Лотки-Вольтерры (Lotka, 1925; Volterra, 1926) построена на основе логистического уравнения и по существу несет в себе все его недостатки. Однако, несмотря на это, данная модель является наиболее простым и с исторической точки зрения очень важным способом анализа межводовой конкуренции. Она может помочь выявить основные факторы, определяющие исход конкурентного взаимодействия двух видов.[ ...]

Различают абсолютную и удельную скорость роста популяции.[ ...]

Если г положительно, численность популяции увеличивается экспоненциально. Если г отрицательно, численность популяции уменьшается экспоненциально. Отсюда быстрое увеличение и падение численности популяции. Скорость роста каждого организма не зависит от плотности популяции. Размеры популяции не стабилизируются Если Ы> К, скорость роста отрицательна. Если К > Ы, скорость роста положительна, то величина популяции стремится к К = ЛГ, т.е. приводится соответствие с поддерживающей емкостью среды. Когда К = ЛГ, скорость роста популяции равна нулю. Размеры популяции остаются постоянными.[ ...]

Хотя для обозначения рождаемости и скорости роста популяции могут быть использованы одинаковые обозначения, эти две величины - отнюдь не одно и то же, потому что через АЫ в каждом случае обозначают разные величины. В случае рождаемости АЫп - число новых особей, прибавившихся к популяции. Рождаемость может быть нулевой или положительной, но никогда - отрицательной. Что касается скорости роста популяции, то здесь ДМ - чистое увеличение или уменьшение популяции, которое является следствием не только рождаемости, но и смертности, выселения, вселения и т. д. Скорость роста популяции может быть отрицательной, нулевой или положительной, поскольку популяция может уменьшаться, оставаться неизменной или увеличиваться.[ ...]

При таких условиях неограниченного роста изменение численности популяции во времени выражается экспоненциальной кривой (рис. 12.5, А), описываемой уравнением Nt = N0 ■ е”, где Na-исходная численность Nt - численность в момент времени t, е - основание натуральных логарифмов1. Если численность отложить в логарифмическом масштабе, ее изменения выразятся прямой линией, наклон которой в системе координат определяется величиной г (рис. 12.5, Б). Описанная экспоненциальная модель роста популяции отражает ее потенциальные возможности размножения. Показатель мгновенной удельной скорости роста популяции г нередко определяют как репродуктивный потенциал популяции или ее биотический потенциал (R. Chapman, 1928, 1931). Экспоненциальный рост популяции возможен лишь при условии неизменного, независимого от численности значения коэффициента г.[ ...]

Кроме того, программа вычисляет чистую скорость размножения (по уравнению 9), среднее когортное время генерации (по уравнению 10), приближенное (по уравнению 11) и точное (по уравнению 12) значения удельной скорости роста популяции при данных начальных условиях.[ ...]

Воздействие экологических факторов на скорость роста популяции может довести численность популяции до стабильной (г=0) либо ее уменьшить, т.е. экспоненциальный рост замедляется или останавливается полностью и 1-образная кривая как бы останавливается и выполаживается, превращаясь в так называемую Б-образную кривую (рис. 3.3). В природе так и происходит - дальнейшее развитие популяции идет по логистической модели, что и описывается 8-образной, или логистической кривой роста популяции.[ ...]

Известно три типа зависимости численности популяции от ее плотности (рис. 7.10). При первом типе (кривая 1) скорость роста популяции уменьшается по мере увеличения плотности. Это широко распространенное явление позволяет понять, почему популяции некоторых животных относительно устойчивы. Во-первых, при увеличении плотности популяции наблюдается снижение рождаемости. Так, в популяции большой синицы при плотности меньше одной пары на 1 га на одно гнездо приходится 14 птенцов; когда же плотность достигает 18 пар на 1 га, выводок составляет менее 8 птенцов. Во-вторых, при увеличении плотности популяции меняется возраст наступления половой зрелости. Например, африканский слон в зависимости от плотности популяции может достигать половой зрелости в возрасте от 12 до 18 лет. Кроме того, этот вид при низкой плотности дает приплод 1 слоненок за 4 года, тогда как при высокой - рождаемость составляет 1 слоненок за 7 лет.[ ...]

Количественные показатели (характеристики) популяции можно разделить на статические и динамические. Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени. Основные из них: численность, плотность, а также показатели структуры. Динамические показатели популяции отражают процессы, протекающие в популяции за определенный промежуток времени. Основные из них: рождаемость, смертность, скорость роста популяции.[ ...]

При отсутствии лимитирующих факторов среды удельная скорость роста равна величине г, которая характеризует свойства самой популяции и называется удельной (врожденной) скоростью роста популяции или биотическим потенциалом вида.[ ...]

Первые члены правых частей системы (9.10) характеризуют скорость роста популяций при отсутствии ограничивающих факторов. Вторые члены учитывают те изменения в скоростях, которце вызываются ограниченностью корма.[ ...]

Репродукционный (репродуктивный) потенциал способность популяции к увеличению численности, константа скорости роста популяции.[ ...]

В точках пересечения кривых выедания и пополнения чистая скорость роста популяции жертвы равна нулю (выедание равно пополнению). Каждая из этих точек характеризуется величинами плотности жертвы и хищника, и эти пары значений плотности, располагаясь на изоклине жертвы, характеризуют, таким образом, объединенные популяции. По этим точкам была построена изоклина для жертвы, приведенная на нижнем рисунке (и на рис. 10.7): ее форма характерна для самоограничивающей-ся популяции жертвы и приблизительно линейного функционального ответа. Стрелками на нижнем рисунке показано направление изменения численности жертвы.[ ...]

Динамические показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток (интервал) времени. Основными динамическими показателями (характеристиками) популяций являются рождаемость, смертность и скорость роста популяций.[ ...]

Конкуренция может привести к устойчивому равновесию.- Природные популяции нельзя охарактеризовать с помощью только одного параметра, такого, как предельная плотность насыщения.- Наибольшая скорость роста популяции наблюдается при промежуточных значениях плотности. Рост численности популяции при низкой плотности следует Б-образной кривой.[ ...]

Максимальная рождаемость - это теоретический верхний предел, который популяция могла бы достичь в идеальных условиях. Несмотря на трудности при практическом определении этого показателя, он представляет интерес по следующим причинам. Во-первых, максимальная рождаемость служит критерием для сопоставления с реальной рождаемостью. Например, показатель рождаемости в популяции птиц - 4 птенца в год будет иметь реальный смысл, если известен верхний предел, до которого она могла бы увеличиваться в менее лимитирующих условиях. Во-вторых, так как максимальная рождаемость - величина постоянная для данной популяции, этот показатель можно использовать для математических расчетов и прогнозирования скорости роста популяции.[ ...]

Б-образная (сигмоидная, логистическая) кривая отражает логистический тип роста, зависящего от плотности популяции, при котором скорость роста популяции снижается по мере роста численности (плотности). Скорость роста снижается вплоть до нуля при достижении предельной численности.[ ...]

Кроме того, в верхнем поле каждого графика можно увидеть вычисленные моделью значения чистой скорости воспроизводства (RQ), среднего когортного времени генерации (G), а также точной (г) и приближенной (InR0/G) величины удельной мгновенной скорости роста популяции при данных начальных условиях.[ ...]

В верхней части экрана программа выводит величины исходных параметров, а также вычисленные значения скорости роста популяции (R), средней рождаемости (Л), доли популяций, вымерших к данному поколению (Fraction Extinct), и числа прошедших поколений (Generation).[ ...]

Первое и третье решения являются устойчивыми, второе - нет. В зависимости от начальных значений численности популяции, популяция либо вырождается (если начальная численность меньше п), либо при начальной численности, большей п, развивается и достигает максимального значения, равного к. На рис. 17.5 показаны зависимость численности популяции от времени и зависимость скорости роста популяции от численности популяции .[ ...]

Если пренебречь показателями иммиграции и эмиграции особей (их почти нет у растений), то можно оценить мгновенную скорость роста популяции, т. е. баланс между рождаемостью и численностью за единицу времени. У стабильных популяций мгновенная скорость равна нулю, у растущих - является положительным числом, у вымирающих - отрицательным.[ ...]

Равновесие между поглощением и возобновлением ресурса. Точка К - единственная точка на ИЧСР (это не чистая скорость роста популяции), в которой концентрация ресурса ие изменяется (скорости поглощения и возобновления равны и направлены в противоположные стороны). Более подробные объяснения см. в тексте.[ ...]

Ресурс может быть определен как вещество, организм или иной материальный объект, который потребляет, или иным образом использует организм, что приводит к росту удельной скорости роста его популяции при увеличении доступности ресурса. Если вид потребляет единственный ограниченный ресурс, его популяция может в конечном счете достигнуть равновесия, при котором скорость роста популяции равна скорости ее убыли, а скорость пополнения ресурса в среде равна скорости его потребления. В состоянии равновесия, когда 6NiN6t = 0 = 6Rf6t, прирост популяции равен ее убыли, а скорость поступления ресурса равна скорости его потребления. Это равновесие может быть достигнуто только при одной специфической концентрации ограниченного ресурса, обозначаемой как R . Таким образом, R - это концентрация ресурса, необходимая популяции вида для обеспечения прироста, уравновешивающего ее убыль. Одновременно это такая концентрация, до которой уровень ресурса может быть снижен потребляющей его популяцией при достижении равновесия.[ ...]

[ ...]

Из рисунка видно, что в среде, нейтральной в отношении размера, скороспелость гораздо выгоднее отсрочки, а моноцикличность- полицикличности. У скороспелых организмов время генерации короче, поэтому скорость роста популяции выше.[ ...]

Вопрос о том, насколько законы экологии можно переносить на взаимоотношения человека с окружающей средой, остается открытым, так как человек отличается от всех других видов. Например, у большинства видов скорость роста популяции уменьшается с увеличением ее плотности; у человека, наоборот, рост населения в этом случае ускоряется. Стало быть, некоторые регулирующие механизмы природы отсутствуют у человека, и это может служить дополнительным поводом для технологического оптимизма у одних, а для экологических пессимистов свидетельствовать об опасности такой катастрофы, которая невозможна ни для одного иного вида.[ ...]

С другой стороны, развитие - это постепенная дифференци-ровка частей организма, позволяющая ему осуществлять различные функции (например, размножаться) на разных стадиях жизненного цикла. Во многих случаях рост и развитие происходят одновременно. Однако это два совершенно отдельных процесса. Одной и той же стадии онтогенеза может соответствовать широкий диапазон размеров, а экземпляры одинакового размера могут различаться по уровню развития. Быстрое развитие может быть выгодным, поскольку приближает начало размножения, сокращает время генерации и тем самым увеличивает скорость роста популяции (гл. 4). С другой стороны, если организму в течение жизни приходится переживать период крайне неблагоприятных условий, бывает выгодной остановка в развитии (т. е. стадия покоя или диапауза) (гл. 5).[ ...]

В противоположность этому два других австралийских эколога - Андреварта и Берч - смотрят на зависящие от плотности процессы в целом как на второстепенные и не играющие у некоторых видов никакой роли в определении численности популяций. В отличие от Николсона их работы в большей степени касались борьбы с насекомыми-вредителями в естественных условиях. Точка зрения Андреварты и Берча (Andrewartha, Birch, 1954) может быть кратко изложена следующим образом: «Численность животных в природной популяции ограничивается тремя способами: (а) недостатком материальных ресурсов, таких, как пища, места сооружения гнезд и т. д.; (б) недоступностью этих материальных ресурсов из-за ограниченных способностей животных расселяться и искать их; (в) ограниченным периодом времени, в течение которого величина г (скорость роста популяции) имеет положительное значение. Видимо, чаще всего встречается именно последний вариант, а реже всего - первый. Колебания величины г могут быть вызваны погодой, хищниками или любым другим компонентом среды, влияющим на скорость роста популяции».[ ...]

Тем не менее на рис. 6.8 во всех случаях наблюдается колоколообразная кривая. Форма этой кривой отражает общую природу зависимых от плотности изменений рождаемости и смертности всякий раз, когда возникает внутривидовая конкуренция.

Рост популяции

Рост популяции - изменение численности ее особей от момента размножения и вселения особей в биоценоз. Определяется как прирост численности в единицу времени (см. индекс роста популяции). Рост популяции может быть выражен J-образной (экспоненциальной) или S-образной (логистической) кривыми роста. В первом случае кривую отражает уравнение dN/dt=rN (с определенным пределом для N), во втором -dN/dt=rN(k-N)/k, где N - численность популяции; dN и dt - изменение численности и времени; r - потенциальный рост, а k - предел роста (рис. 28). Практически кривые имеют массу вариантов, принимающих характер флюктуации.

Экологический словарь. - Алма-Ата: «Наука» . Б.А. Быков . 1983 .

• Рождаемость
• Рудеральные организмы

Смотреть что такое "Рост популяции" в других словарях:

Или длина тела человека расстояние от верхушечной точки головы до плоскости стоп. В антропологии рост является одним из общих антропометрических признаков. Входит в список показателей физического развития человека. На рост человека, в числе … Википедия

РОСТ ЗАТУХАЮЩИЙ - замедляющийся (до полного прекращения) рост популяции (при достижении предела асимптоты верхней), после чего устанавливается колебательное равновесие. Затухающий рост описывается логистической кривой, имеющей S образную форму. Замедление… … Экологический словарь

Увеличение массы и линейных размеров индивидуума (особи) и его отд. органов, происходящее за счёт увеличения числа и массы клеток, а также неклеточных образований в результате преобладания процессов анаболизма над процессами катаболизма. У… … Биологический энциклопедический словарь

Рост. В микробиологии понятие Р. используют в 2 случаях: 1) Р. клеток процесс увеличения биомассы (размеров, объема, массы) организма или его частей в ходе индивидуального развития, обусловленный синтезом новых веществ. Характерен для всех групп… … Словарь микробиологии

РОСТ - означает увеличение размеров развивающегося организма. В типичных случаях Р. связан с увеличением массы, однако не всякое увеличение массы организма мы, обозначаем как Р. (напр. отложение жира, накопление половых продуктов у некоторых животных,… … Большая медицинская энциклопедия

Увеличение массы индивидуума (особи), происходящее за счёт увеличения числа клеток, массы клеток и неклеточных образований. Р. живой системы происходит в результате преобладания Анаболизма над Катаболизмом. У животных в процессе… … Большая советская энциклопедия

СТАЦИОНАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОПУЛЯЦИИ - фаза роста популяции, при которой рождаемость равняется смертности и плотность популяции сохраняется на постоянном уровне. Стационарное состояние популяции достигается при переходе отрицательного ускорения роста популяции в верхнюю асимптоту,… … Экологический словарь

ПОКАЗАТЕЛЬ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО РОСТА ПОПУЛЯЦИИ - специфическая скорость роста популяции в условиях стационарного и стабильного распределения возрастов rmax. Часто максимальную величину r называют биотическим, или репродуктивным, потенциалом. См. также Рост популяции. Экологический… … Экологический словарь

Плотность популяции, число особей (животных, растений, микроорганизмов) в расчёте на единицу объёма (воды, воздуха или почвы) или поверхности (почвы или дна водоёма). Плотность популяции важный экологический показатель пространственного… … Википедия

Плотность популяции число особей (животных, растений, микроорганизмов) в расчете на единицу объема (воды, воздуха или почвы) или поверхности (почвы или дна водоема). Плотность популяции важный экологический показатель… … Википедия

Книги

• Активное долголетие , Герман Клименко. «Активное долголетие» – тематический альманах Радио «Медиаметрикс». Увеличение продолжительности жизни, рост численности пожилых людей в общей популяции населения, рост доли нетрудоспособного…

Динамические (временные) – характеризуют процессы, протекающие в популяции за некоторый промежуток времени: рождаемость, смертность, скорость роста.

1. Рождаемость – число особей рождённых в популяции за некоторый промежуток времени (час, день, месяц, год).Характеризует скорость естественного восполнения популяции за счет размножения. Различают следующие виды рождаемости :

а) Максимальная рождаемость (физиологическая) – теоретический максимум скорости образования новых особей в идеальных условиях среды. Она связана с понятием биотический потенциал – время захвата видом всей поверхности Земли при условии 100% выживаемости потомства.

Пример: для бактерий – 1 сутки, для водорослей – 16 суток, для мухи – 366 суток, для слона – 376000 суток.

В реальных условиях максимальная рождаемость невозможна, так как лишь небольшая доля особей доживает до репродуктивного возраста.

б) Экологическая (реализованная) рождаемость – увеличение численности популяции при фактических специфических условиях среды.

Она бывает 2-х типов :

- абсолютная рождаемость – число особей родившихся за определённое время в популяции.

Пример: в городе 100000 населения, родилось 8000 новорожденных, следовательно, абсолютная рождаемость = 8000 тысяч человек в год.

- удельная рождаемость – число особей родившихся за определённое время, рассчитанных на одну особь в популяции.

Пример: удельная рождаемость для этого же города – 0,08 (8%).

2. Смертность – количество особей, погибших в популяции за определенный период.

Смертность изменяется в зависимости от условий среды, возраста и состояния популяции и выражается чаще в виде относительной величины – доли особей (от исходного количества), погибших за определенное время. Смертность может быть минимальной и экологической (реализованной). Минимальная смертность представляет собой гибель особей в идеальных для популяции условиях существования (в отсутствие ограничивающих факторов). Экологическая смертность – это гибель особей в реальных условиях существования.

Существует 3 типа смертности , которым соответствуют определенные кривые выживаемости (рисунок):

Кривая I типа свойственна организмам, смертность которых на протяжении всей жизни незначительна, но возрастает в ее конце. Идеальная кривая для выживаемости популяции, в которой лишь старение служит главным фактором, влияющим на смертность (например, популяции лабораторных животных в идеальных условиях, люди в развитых странах, некоторые крупные млекопитающие) Это так называемая «кривая дрозофилы ».

Кривая II типа характерна для видов, у которых смертность остается примерно постоянной в течение всей жизни. Это могут быть растущие популяции в оптимальных условиях среды (например, популяции высокоорганизованных птиц, млекопитающих). Это «кривая гидры ».

Кривая III типа отражает массовую гибель особей в начальный период жизни, причем смертность постоянна в течение всей жизни организмов. Главный фактор, определяющий смертность, – случай («популяция стеклянных стаканов в кафетерии»). Такая кривая характерна для большинства популяций растений и животных (например, многие рыбы, беспозвоночные, растения и другие организмы, не заботящиеся о потомстве, и выживающие за счет огромного количества икринок, личинок, семян и т.п.). Это «кривая устрицы ».

Рисунок – Кривые выживаемости

Изучение смертности имеет важное значение для определения степени уязвимости популяций вредителей народного хозяйства.

3. Скорость роста популяции – это изменение численности популяции в единицу времени. Она может быть либо положительной, либо нулевой, либо отрицательной и зависит от показателей рождаемости, смертности и миграции особей. Различают абсолютную и удельную скорость роста популяции:

а) абсолютная (общая) скорость роста – выражается изменением численности популяции за промежуток времени;

б) удельная скорость роста – отношение скорости роста к исходной численности.

Скорость роста может быть выражена в виде кривой роста популяции (рисунок).

Рисунок – Кривые роста популяции

Существует две основные модели роста популяции :

- J-образная кривая – отражает неограниченный экспоненциальный рост численности популяции, не зависящий от плотности популяции. Подобный рост популяций иногда наблюдается в природе: «цветение» воды в результате бурного развития фитопланктона, вспышка массового размножения некоторых вредителей, рост бактерий в свежей культуре. Однако это происходит непродолжительное время, так как после превышения емкости среды неизбежно произойдет резкое снижение численности.

- S-образная (сигмоидная, логистическая) кривая – отражает логистический тип роста в реальных экологических условиях, зависящего от плотности популяции, при котором скорость роста популяции снижается по мере роста численности (плотности). Сначала рост популяции невелик, но затем он нарастает, но через некоторое время замедляется и выходит на плато (рисунок).

4 Экологические стратегии популяций

Экологические стратегии популяций – это общая характеристика роста и размножения в пределах данной популяции. В 1938 году русский ботаник Леонтий Григорьевич Раменский выделил три основных типа стратегий выживания среди растений:

- виоленты – подавляют всех конкурентов. К ним относятся деревья, тростники, сфагновые мхи, доминирующие на заболоченных территориях;

- патиенты – виды, способные выжить в неблагоприятных условиях («тенелюбивые», «сухолюбивые», «солелюбивые» и т.п.);

- эксплеренты – виды, способные быстро появляться там, где нарушены коренные сообщества, – на вырубках и гарях (кипрей, осины, березы), на отмелях и т.д.

На основании скорости роста популяций, рождаемости, смертности и прочих характеристик выделяют несколько экологических стратегий популяций :

а) r-стратеги (r-виды, r-популяции) – популяции из быстро размножающихся, но менее конкурентоспособных особей. Имеют J-образную (экспоненциальную) кривую роста численности. Такие популяции быстро расселяются, но они малоустойчивы и быстро погибают. К ним относятся бактерии, тли, однолетние растения и др.

б) к-стратеги (к-виды, к-популяции) – популяции из медленно размножающихся, но более конкурентоспособных особей. Имеют S-образную кривую роста численности. Такие популяции населяют стабильные местообитания. К ним относятся птицы, млекопитающие, деревья и др.

Популяции определяется соотношением рождаемости и смертности, то на ее росте сказываются все факторы, способные оказывать воздействие хотя бы на один из этих процессов, смещая равновесие между ними в ту или другую сторону. В случае превышения рождаемости над смертностью популяция обычно растет (если исключить миграции).

Замечание 1

Как правило, с увеличением плотности популяции скорость роста постепенно снижается до нулевого, или колеблется то в положительную, то в отрицательную сторону под действием динамики экологических факторов среды. При преобладании смертности над рождаемостью размеры популяций уменьшаются.

Факторы остановки роста

Остановка роста популяции и ее стабилизация на некотором уровне плотности может происходить под воздействием различных факторов. Вес они связаны между собой механизмом отрицательной обратной связи. Например дефицит любого ресурса (например, пищи) усиливает внутривидовую конкуренцию , что сокращает популяцию и приводит к установлению нового баланса ресурсообеспеченности.

Готовые работы на аналогичную тему

• Курсовая работа Рост популяции 400 руб.
• Реферат Рост популяции 270 руб.
• Контрольная работа Рост популяции 210 руб.

Сопротивление среды в сумме определяется всей совокупностью лимитирующих факторов, препятствующих реализации популяцией ее максимального репродуктивного потенциала. Сюда входят как внешние факторы (ресурсообеспеченность, биотические отношения, абиотические факторы), так и внутрипопуляционные регулирующие механизмы. Часть из этих факторов действует независимо от плотности популяции, другие зависят от нее, причем их воздействие может возрастать пропорционально увеличению плотности, или более быстрыми темпами.

Экспериментальные исследования роста популяций

В естественных условиях изучать взаимодействие определяющих рост популяции факторов необычайно сложно, поскольку мы имеем дело обычно с уже давно существующими на определенной территории популяциями, плотность которых сформировалась в данных условиях среды, а сама среда в течение многих поколений испытывала воздействие данных популяций.

Замечание 2

Очень перспективными в этом плане являются лабораторные популяции, а также изучение фактов акклиматизации и, особенно, реакклиматизации организмов. В последнем случае мы имеем уникальную возможность проследить за ростом популяции в ее естественной среде (но не преобразованной данной популяцией ввиду долгого отсутствия на данной территории организмов изучаемого вида) фактически «с нуля».

Все подобные наблюдения показывают общую закономерность. В самой начальной стадии, когда из нескольких особей, попавших в новое место, формируется популяция, размножение идет медленно. Многие особи не принимают участие в размножении, по каким-то причинам потеряв остальных, или не найдя себе места в сложившейся социальной структуре.

После формирования нормальной для популяции поло-возрастной и социально-этологической структуры ее размножение усиливается. На этой стадии число особей еще незначительно, плотность их невелика и внутривидовая конкуренция практически отсутствует, а естественные враги зачастую еще не успели освоить новый вид пищи. Поэтому особи проявляют высокий репродуктивный потенциал, близкий к теоретически возможному, и происходит взрывной рост популяции.

Дальнейшие события зависят от наличия у вида внутренних механизмов регуляции численности. Если они имеются, то при возрастании плотности начинают активно воздействовать на популяцию, сокращая ее размножение за счет территориальности, напряженности иерархических отношений, стресс-реакции и т.д. если этого не происходит, то по мере приближения популяции к пределу биологической емкости среды ее рост не только не замедляется, а может даже ускоряться. Это происходит за счет роста плодовитости при увеличении смертности.

Хотя данный механизм работает непродолжительное время, все же плотность популяции может успеть подняться намного выше допустимых пределов. Это вызывает катастрофический спад численности, обычно на два порядка и более.

После этого среда частично восстанавливается, начинается новый рост численности, и ситуация повторяется. Однако новая емкость среды обычно оказывается ниже, и как рост, так и последующий спад становятся менее катастрофичными. Постепенно, за несколько подобных циклов, популяция приспосабливается к среде, ее экологическая ниша начинает в большей мере соответствовать местным условиям, и плотность специализируется на определенном уровне.