Динамические показатели популяции

 

Динамические показатели популяции: рождаемость, смертность, скорость роста популяции.

Количественные показатели популяции можно разделить на статические и динамические.

Динамические показатели популяции отражают процессы, протекающие в популяции за определенный промежуток времени. Основные из них: рождаемость, смертность, скорость роста популяции.

Для характеристики динамических показателей популяции используют следующие обозначения:

— число организмов;

— время;

— средняя абсолютная (общая) скорость изменения числа организмов за определенный период времени;

— средняя удельная скорость изменения числа организмов в расчете на 1 особь за определенный период времени.

При математическом моделировании в экологии часто необходимо знать не только среднюю скорость, но и мгновенную скорость изменения числа организмов в тот или иной момент времени (за бесконечно малый промежуток времени).

Рождаемость (скорость рождаемости) — число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени в результате размножения.

Различают максимальную и фактическую рождаемость. Максимальная рождаемость — максимальная реализация возможности рождения при отсутствии лимитирующих факторов среды. Фактическая рождаемость — реальная реализация возможности рождения.

Различают абсолютную и удельную рождаемость, Абсолютная (общая) рождаемость, или скорость рождаемости, выражают отношением число особей (яиц, семян и т.п.), родившихся (отложенных продуцированных и т.д.) за некоторый промежуток времени. Удельная рождаемость — отношение скорости рождаемости к исходной численности.

Эта величина зависит от интенсивности размножения особей: для бактерий — час, для фитопланктона — сутки, для насекомых — неделя; или месяц, для крупных млекопитающих — год.

Смертность (скорость смертности) — число особей, погибших в популяции за единицу времени (от хищников, болезней, старости и других причин). Смертность — величина обратная рождаемости

Различают минимальную и фактическую смертность. Минимальная смертность — минимально возможная величина смертности. Фактическая смертность — реальная величина смертности.

Различают абсолютную и удельную смертность. Абсолютная (общая) смертность, или скорость смертности, выражают отношением: число особей, погибших за промежуток времени

Удельная смертность — отношение скорости смертности к исходной численности Скорость роста популяции — изменение численности популяции в 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.

Различают абсолютную и удельную скорость роста популяции.

Абсолютную (общую) скорость роста выражают отношением:

изменение численности популяции за промежуток времени

Удельная скорость роста — отношение скорости роста к исходной численности.

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.

Величина биотического потенциала очень различается у разных видов. Например, самка косули способна произвести за жизнь 10-15 козлят, трихина отложить 1,8 тыс. личинок, самка медоносной пчелы — 50 тыс. яиц, рыба-луна — до 3 млрд икринок.

Однако в природе, в связи с действием лимитирующих факторов, биотический потенциал популяции никогда не реализуется полностью. Его величина обычно складывается как разность между рождаемостью и смертностью в популяции.

Скорость роста может быть выражена в виде кривой роста популяции. Существует две основные модели роста популяции: J-образная и S-образная.

J-образная кривая отражает неограниченный экспоненциальный рост численности популяции, не зависящий от плотности популяции. Такой тип роста возможен пока биотический потенциал популяции (г) реализуется полностью. Это продолжается пока низка конкуренция за ресурсы. Однако после превышения емкости среды (предельной плотности насыщения, предельной численности) (К) произойдет резкое снижение численности.

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

Сравнительная характеристика J-образной и S-образной (логической) кривых роста представлена в табл. 13.

Таблица 13.

Сравнительная характеристика J-образной и S-образной (логистической) кривых роста

J-образная кривая (рост, не зависящий от плотности)	S-образная (логистическая) кривая (рост, зависящий от плотности)
dN/dt = rN	dN / от = rN (K-N) / К
где N — численность популяции; t — время; г — удельная (врожденная) скорость роста популяции; К — максимальное число организмов, которое может поддерживаться в данных условиях среды
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 N > К, скорость роста отрицательна. Если К > N, скорость роста положительна, то величина популяции стремится к К = N, т.е. приводится соответствие с поддерживающей емкостью среды. Когда К = N, скорость роста популяции равна нулю. Размеры популяции остаются постоянными