Корсак М.Н., Мошаров С.А. и др. Учебное пособие по экологии. Под ред. С.В.Белова (2006) (1092088), страница 30

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 30)

В свою очередь соотношение разных возрастных групп в популяцииопределяет ее способность к размножению в данный момент и показывает, чегоможно ожидать в будущем. Изменение соотношения численности основных возрастных групп в популяциях графически изображается в виде возрастных пирамид (рис. 11.2). В быстрорастущей популяции значительную долю составляютмолодые особи (рис.

11.2, а) популяции, численность которой не меняется со временем, возрастной состав более равномерный (рис. 11.2, б), а в популяции, численность которой снижается, будет увеличиваться доля старых особей (рис. 11.2,в).Рис. 11.2. Три типа возрастных пирамид, характеризующие популяциис высокой (а), умеренной (б) и малой (в) относительной численностьюмолодых особей (в % от общей численности популяции):1 - предрепродуктивная, 2 - репродуктивная, 3- пострепродуктивная возрастная группаРост популяции и кривые роста.

Если рождаемость в популяции превышает смертность, то наблюдается рост численности популяции.Каждой популяции и каждому виду в целом свойствен биотический потенциал - максимальная теоретически возможная скорость роста (r) популяции, представляющая собой разность между удельной рождаемостью (b) и удельной смертностью (d):r = b-d.Увеличение численности популяции может быть описано кривыми ростадвух основных типов - J-образной кривой (экспоненциальный рост) и S-образнойкривой (затухающий рост).Экспоненциальный рост численности популяции характеризуется Jобразной кривой роста и происходит когда пищевые пространственные и другиеважные жизненные ресурсы популяции находятся в избытке, а смертность с возрастанием численности особей не увеличивается (рис. 11.3).Уравнение J-образной кривой роста имеет видdN rNdtгде N - численность популяции; t- время; r - константа скорости роста численности популяции, связанная с максимальной скоростью размножения особи данноговида (биотический потенциал).Рис.

11.3. J-образная кривая роста мелких ракообразных (дафний):К- поддерживающая емкость средыКак следует из уравнения J-образного роста, численность популяции быстровозрастает, так как скорость роста в этом случае пропорциональна численностипопуляции. При достижении предельной для данного местообитания численностиособей, равной К (поддерживающая емкость среды), рост популяции быстро прекращается и численность популяции уменьшается. Через некоторое время (различное для разных видов) при возникновении избытка необходимых для развитияпопуляции ресурсов экспоненциальный рост может возобновиться.

Таким образом, для организмов с подобным типом роста популяции (J-численности характерны периодически повторяющиеся вспышки численности с последующей гибелью большей части популяции (это относится к фитопланктону, мелким ракообразным, насекомым и др.).Уравнение J-кривой роста характеризует возможности увеличения численности популяций, которые редко реализуются в природе из-за множества лимитирующих факторов среды.Таким образом, в чистом виде экспоненциальный рост - абстракция, помогающая моделировать изменения численность популяций в некоторых условиях.В частности, знание коэффициента r оказывается очень важным для прогнозавозможных вспышек численности, когда надо определить потенциальную способность популяции к росту.В природных условиях экспоненциальный характер роста популяции можетнаблюдаться в течение непродолжительного периода при изобилии пищи и отсутствии скученности и врагов («цветение» фитопланктона в водоемах весной,вспышки численности вредителей и пр.).

Очевидно, что такой рост не может продолжаться очень долго, а часто и вовсе отсутствует.Затухающий рост. В тех случаях, когда с увеличением популяции дальнейшие возможности ее роста становятся все более ограниченными, изменениечисленности описывается S-образной кривой (рис. 11.4), уравнение которой имеетвидK  N dN rNKdtгде К - поддерживающая емкость среды, т. е. максимальное число организмов,способных развиваться в данных условиях среды.Рис. 11.4. Типичная S-образная кривая роста бактерий: К- поддерживающаяемкость средыВ уравнении S-образной кривой роста меняется при изменении плотностипопуляции, т.е. чем выше плотность, тем меньше скорость роста популяции.

Характерная форма кривой обусловлена постепенным усилением (по мере нарастания плотности популяции) действия неблагоприятных факторов (уменьшение количества доступной пищи, убежищ, мест гнездования и т. д.).Так при N<K скорость роста положительна; N=K скорость роста равна нулю, при N>K скорость роста отрицательна (численность популяции уменьшается).Кривая роста S-образной формы хорошо описывает рост популяции многихживотных, растений, микроорганизмов.Рассмотрим особенности роста популяции одноклеточной бактериальнойклетки, помещенной в оптимальную для развития питательную среду. Особенности роста культуры бактерий в питательной среде отражены на рис.

11.4.На кривой роста культуры бактерий можно выделить три фазы роста:- логарифмическую фазу, когда бактерии растут и размножаются с максимально возможной скоростью и число клеток увеличивается экспонциально;- стационарную фазу, когда рост бактерий начинает замедляться в результате уменьшения запаса питательных веществ и выделения продуктов жизнедеятельности. (С увеличением плотности популяции скорость роста снижаетсядо нуля и кривая роста выходит на плато. При этом скорость размножения уравновешена смертностью);- фазу замедленного роста, когда скорость роста становится отрицательнойи численность популяции снижается в результате исчерпания ресурсов среды;уменьшения запасов питательных веществ и накопления в среде продуктов обмена, токсичных для бактерий.

(В этой фазе в популяции продолжают появлятьсяновые молодые особи, но они не компенсируют убыль в результате гибели частиособей).Итак, групповые свойства популяции можно оценить по таким показателям, как рождаемость, смертность, возрастная структура, соотношение полов,форма кривой роста. Плотность популяции определяется ее внутренними свойствами и также зависит от факторов, действующих на популяцию извне.Колебания численности популяций. Когда популяция прекращает расти,ее плотность колеблется относительно верхнего уровня численности.

Часто колебания обусловлены сезонными или годовыми изменениями доступности пищевыхресурсов. Однако у некоторых популяций колебания численности столь регулярны, что их можно рассматривать как циклические.Амплитуда колебаний зависит от особенностей вида и от условий его существования. У многих крупных позвоночных (при относительно постоянных условиях - окружающей среды) численность может изменяться в несколько раз. В тоже время у насекомых диапазон колебаний численности популяции шире в 40-50раз, а в отдельные годы (при благоприятных условиях) численность популяциивозрастает в десятки и даже миллионы раз.

Например, вспышки численности саранчи происходят с интервалом примерно один раз в 40 лет. Помимо нерегулярных вспышек численности могут возникать и регулярные вспышки, обусловленные изменениями различных факторов среды - температуры, пищевых ресурсов ипр.Следует отметить, что повышение плотности популяций сверх оптимальнойвеличины оказывает на них неблагоприятное воздействие, так как при этом сокращается пищевой ресурс, уменьшается жизненное пространство, быстро распространяются болезни т.д.

У многих видов животных при росте плотности популяции снижается плодовитость.Экологические стратегии. Приспособления организмов в конечном счетепредназначены для того, чтобы повысить вероятность их выживания в конкретных условиях среды и чтобы они могли оставить максимально возможное числопотомков. Разные виды по разному достигают этого. Одни популяции интенсивноувеличивают свою численность в условиях незанятых пространств, когда многодоступных пищевых ресурсов и незначительна конкуренция с другими видами.Особи таких популяций быстро растут и размножаются, занимая всю свободнуютерриторию. Быстро размножающиеся виды имеют высокое значение биотического потенциала (r) в уравнении динамики численности популяции и называютсяr-видами.

Так, численность популяций однолетних растений и насекомых обычнобыстро возрастает весной и летом, а с наступлением холодной погоды либо с увеличением численности других (конкурирующих) видов их численность резко сокращается. Однако существуют и такие популяции, которые обычно не способнырезко увеличивать свою численность, так как обладают низкой скоростью размножения. Вместе с тем они обладают большей способностью добывать в конкурентной борьбе скудные пищевые ресурсы и более эффективно их использовать.Численность таких популяций более стабильна и сохраняется на уровне, близкомк поддержанию емкости среды К. Соответствующие виды называются К-видами.Таким образом, существуют два типа приспособленности биологическихвидов к конкретным условиям среды обитания, которые определяют экологические стратегии видов.Экологическая стратегия вида -это совокупность приспособлений организмов, обеспечивающих в конечном cчeтe максимально возможную численность популяции данного вида в конкретном сообществе.Различают два типа экологических стратегий – r - и К-стратегии (табл.

Характеристики

Список файлов книги