Рост плотности популяции могут ограничивать факторы


Важным фактором, вызывающим колебания численности популяции является рождаемость. Ее влияние на численность популяции зависит от наличия особей, способных к размножению, их плодовитости, частоты генераций, выживаемость молоди, соотношение периода размножения к общей продолжительности жизни особей вида. Известно, что одни виды дают за год одну генерацию потомков. их называют моновольтиннимы. Виды, дают несколько поколений за год, называют поливольтинными. Такими же будут по составу и популяции этих видов. Поливольтинными является дрозофилы, тли, которые дают до 15 партеногенетических поколений.
По количеству периодов размножения в течение жизни различают виды моноциклические и полициклические.

Моноциклические есть виды с коротким периодом жизни и одним периодом размножения (угорь, майский хрущ, однолетние растения и др.)..
Полицикличнисть, т.е. повторные размножения в течение жизни, свойственная большинству позвоночных и многим беспозвоночным животным, многолетним растениям.
По плодовитости, то она высока у тех видов, оказавшихся в неблагоприятных условиях (высокая смертность, усиленное влияние хищников, отсутствие заботы о потомстве). У видов, которым свойственны различные формы заботы о потомстве, плодовитость невысока. Таковы большинство видов птиц, млекопитающих.


Численность популяции может изменяться за счет миграции особей из другой популяции и расселения
. Миграция осуществляется путем вселения или выселения особей из одной популяции в другую.
Выселение особей из популяции при чрезмерной численности или вследствие конкуренции или пополнения ее особями из других популяций называется дисперсией популяции. Она отражает стремление вида к расширению своего ареала. Розселювальна дисперсия повышается при увеличении плотности, а в период депрессии численности популяции усиливается процесс вселения особей из других популяций.

На новых территориях при благоприятных условиях темп роста численности особей популяции изначально высок. Впоследствии, при достижении определенной плотности особей, популяция прекращает воспроизведение. Такой тип заселения новой среде присущ видам, для которых
жизненно важно быстрое овладение ресурсами. Он наблюдается у нематод, клещей, некоторых видов насекомых (колорадский жук), живущих в кучах навоза, на растительных остатках. Мелкие нематоды, населяющие конский и коровий навоз, могут пройти свой жизненный цикл в течение нескольких часов, тогда как виды, живущие на своих постоянных территориях, развиваются в пределах двух — трех недель.
Различные факторы, влияющие на популяции, можно разделить по особенностям действия на две группы:


1. Факторы, вылил которых не зависит от плотности популяции.
Таковы климатические факторы, действие которых подобна при разной плотности популяций. Примером могут быть последствия внезапного сильного похолодания весной, что приводит к гибели многих перелетных птиц, которые возвращаются из теплых краев.

2. Факторы, влияние которых зависит от плотности популяции.
Такие факторы вызывают различные изменения в популяциях с разной плотностью особей. Связь факторов с плотностью может быть положительным и отрицательным. Так, смертность, преимущественно растет с увеличением плотности, находится в прямой связи с плотностью. Рождаемость с увеличением плотности падает, находится в обратном связи с ней. В результате действия этих факторов наступает определенная стабильность плотности популяции, при которой популяция прекращает свой рост. Преимущественно так действуют на популяцию биотические факторы (конкуренция, хищничество, заболевания).

Однако, действие зависимых и независимых от плотности факторов может менять свой характер в разных популяциях и в пределах одной популяции в разное момент их роста.
Популяции, под влиянием факторов в процессе своего роста дают регулярные или случайные взрывы численности, называются оппортунистическими. Таковы популяции однолетних растений, многие виды насекомых, в которых наблюдается резкое увеличение численности весной и в течение лета, которое после этого значительно сокращается.


Популяции, которые обычно находятся в состоянии близком к равновесию, то есть соответствия плотности и состояния ресурсов, называют равновесными. Таковы популяции многих позвоночных животных. Они значительно более устойчивы, если не меняется количество ресурсов среды (рис. 7.5).

Выяснение механизмов, лежащих в основе изменения численности популяций, — очень важная экологическая проблема.
Темпы роста численности особей с увеличением плотности снижаются с целью предотвращения перенаселению. Последнее очень опасно для любой популяции, так как приводит к быстрому истощению кормовых и территориальных ресурсов, усиливает конкуренцию, способствует развитию паразитов, ослабляет популяцию. Однако, некоторые виды только массовым размножением могут противостоять выедания их хищниками и вытеснению конкурентов.

Динамику численности популяции и факторы, ее определяющие, важно знать для того, чтобы управлять развитием популяции. Охрана видов базируется на положении о том, что причиной уменьшения численности популяции и ее плотности является чрезмерная эксплуатация.
В природе существует взаимосвязь колебаний численности хищника и жертвы. Так, при благоприятных условиях среды массово размножаются растительноядные животные. Это создает соответствующую почву для размножения и роста численности хищников, для которых эти животные являются кормовым ресурсом.


щники ограничивают численность растительноядных животных, поедая их, из-за чего сами начинают голодать, болеть и погибать. Из-за уменьшения численности хищников вновь создаются условия для размножения животных — фитофагов при условии, что для них тоже есть соответствующие кормовые ресурсы. Такие колебания численности в системе хищник -жертва свойственны для всех без исключения пар хищник -жертва от беспозвоночных к позвоночным животным.

Изучая популяцию, изменения ее численности, эколог должен проанализировать все те процессы, которые отражают взаимодействие ее особей с окружающей средой, способность популяции к воспроизводству, адаптацию к неблагоприятным условиям. При определении численности популяции необходимо учитывать основные параметры, от которых она зависит в конкретной среде.
Для этого можно воспользоваться формулой:

Nn = Nt + B — D + C — E (7.3)
где Nn — количество особей популяции в настоящее время;
Nt — количество особей, проживающих на данной территории ранее (например, год назад);
В — количество особей, родившихся в течение данного отрезка времени;
D — количество особей, погибших за это время;
С — количество особей, которые вселились из других популяций;
Е — количество особей, которые эмигрировали в другие популяции.
Сравнивая данные исследований популяции в различных экологических условиях, можно судить о механизмах влияния внешних факторов на рождаемость, смертность, характер миграции, которые определяют численность и состояние популяции.

Источник: studopedia.ru


Гипермаркет знаний>>Экология>>Экология 10 класс>> Рост численности и плотность популяций

§ 13 . Рост численности и плотность популяций

Вспомните 
Продукты обмена  веществ
Конкуренция

Рост численности популяций любого вида в природе никогда не бывает бесконечным. Рано или поздно популяция сталкивается с ограничениями, не позволяющими ей наращивать далее свое обилие. Ресурсы, за счет которых существуют виды (пища, убежища, подходящие места для размножения и т. п.), на любой территории имеют пределы. Эти пределы называют емкостью среды для конкретных популяций. Например, еловый лес — более емкая среда для белок, чем смешанный, с березами, так как основная пища белок в наших лесах — семена хвойных. В пригородных лесах и парках емкость среды для белок можно увеличить, размещая подкорм — КУ. В природных условиях численность популяций обычно колеблется вокруг определенного уровня, соответствующего емкости среды, хотя размах этих колебаний у всех видов разный.

Рост популяции


Кривая, отражающая рост популяции, которая осваивает новое для нее местообитание, изображена на рисунке 55. Она имеет 8-образную форму. Точка А соответствует начальному числу особей, проникших на новую территорию, точка В — тому, которое устанавливается в соответствии с емкостью среды. Если емкость среды невелика, то кривая отклоняется на более низком уровне численности. Точки В, С и В отражают критические численности популяции, меняющие темп ее роста. Отрезок АВ, или фаза медленного роста, — очень уязвимый период в развитии популяции. В это время общая численность ее так низка, что любые случайные помехи размножению (гибель отдельных особей от хищника, неблагоприятной погоды, несчастного случая и др.) могут не только затормозить, но и полностью подорвать популяцию.

Затем кривая роста популяции становится более крутой. Однако увеличение плотности замедляет рост популяции, и при определенной плотности она перестает расти совсем. Точка В соответствует стабилизации. Это значит, что в популяции с определенного периода рождаемость и смертность, приток и отток особей начинают уравновешивать друг друга. Характер кривой отражает основные законы роста популяций всех видов, от бактерий до человека, в среде с ограниченными ресурсами.

Каким образом численность популяции приходит в соответствие с емкостью среды? Ведь совершенно очевидно, что, если популяция переразмножится и выйдет за пределы, предоставляемые имеющимися ресурсами, это грозит ей катастрофой.


Безграничный рост численности гибелен для любого вида, так как приводит к подрыву его жизнеобеспечения.

В природе, прошедшей длительный путь эволюции, мы наблюдаем самые разнообразные способы ограничения численности видов. Среди них не только внешние воздействия на популяцию, о которых уже шла речь (неблагоприятные условия, конкуренты, хищники, паразитй, возбудители болезней и проч.), но и те изменения, которые происходят внутри самих популяций в ответ на рост плотности, т. е. числа особей, приходящихся на единицу пространства.

То, что плотность популяции влияет на ее дальнейший рост, можно проверить в опытах с любыми видами организмов. Например, при содержании белых мышей в вольерах, когда люди следят за чистотой клеток и обеспечивают всех кормом, мыши, достигнув определенной численности, перестают размножаться. Если перевести их в более просторную клетку, тем самым снизив плотность популяции, они продолжат размножение вновь до определенных пределов. При этом меняются характер поведения мышей и отношения их между собой. Зверьки становятся беспокойными и агрессивными, и это отрицательно влияет на процесс размножения.

Внутривидовые отношения и есть тот механизм, посредством которого обеспечивается саморегуляция численности популяций у пределов емкости среды, а у более высокоорганизованных видов даже иногда задолго до действительного исчерпания ресурсов.

У разных видов это происходит по-разному. У растений, например, с возрастанием плотности усиливается прямая конкуренция за свет, ДУ, минеральное питание, в результате чего происходит самоизреживание: более сильные растения подавляют слабые (рис. 56).


Численность

Подвижные животные обладают иными способами реагировать на возрастающую плотность популяций. У них часть особей выселяется за пределы занятой территории и ведет поиск новых мест обитания.

Очень распространенным способом регуляции населения у животных является особое территориальное поведение, при котором особь или семья не пускают других на свой участок (рис. 57, 58). У обитателей замкнутых водоемов, рыб и головастиков, рост и развитие могут тормозиться продуктами обмена веществ, когда их концентрация достигает критических пределов. Отравление среды продуктами обмена — обычный результат интенсивного размножения микроорганизмов, вследствие чего деление клеток замедляется.

Каждый вид реагирует на повышение плотности по-своему. Но результат при этом возникает один и тот же: снижение численности на занимаемой территории в данном или следующих поколениях, если популяции угрожает перенаселение. Следовательно, если вся эволюция видов шла в таком направлении, что выработались механизмы реакции на собственную плотность, это явление чрезвычайно важно. Высокая плотность популяции является сигнальным фактором, свидетельствующие об ухудшении условий.


Территориальное поведение самцов антилопы.

Рис.57. Территориальное поведение самцов антилопы.

самец колюшки защищает свою гнездовую территорию от другого самца

Рис. 58. самец колюшки защищает свою гнездовую территорию от другого самца
 

Популяции, таким образом, могут рассматриваться как сложные системы с элементами саморегуляции. При этом возникает так называемая отрицательная обратная связь: повышение плотности популяции усиливает действие механизмов, снижающих эту плотность.

Экологически грамотно управлять численностью популяций конкретных видов можно, только хорошо изучив особенности их роста и способы саморегуляции, иначе может быть получен прямо противоположный результат.

Емкость среды

• Примеры и дополнительная информация

1.    Животные, ведущие оседлый образ жизни, как правило, осваивают определенные участки обитания, за пределы которых выходят сравнительно редко и всегда стремятся вернуться назад. «Свой» участок животные интенсивно обследуют и хорошо знают места кормежки, отдыха, укрытия, размещения запасов и т. п. На одном участке обитает или отдельная особь, или семья, или группа, чужие же особи изгоняются.


змеры и форма участков зависят от запасов корма, от количества и распределения убежищ, а также от особенностей сигнализации того или иного вида. Участки обитания имеют такие предельные размеры, при которых хозяева могут дать знать другим, что участок занят, и получать информацию о поведении соседей. Таким образом, члены популяции оказываются связанными друг с другом. Разделение территории может быть постоянным, но у большинства видов возникает или усиливается в период размножения.

2.    Способы охраны участков обитания у разных животных различны. Некоторые виды, как, например, малый суслик, отвечают на вторжение чужаков прямой агрессией. Самцы и самки у них занимают отдельные участки, но охраняют лишь часть, а другую используют совместно с соседями. Они вступают в драку с нарушителями границ и прогоняют их. Так же поступают ящерицы ушастые круглоголовки, но у них участок, на котором находятся и самки, охраняют только самцы. Драка может быть заменена угрожающей позой, которой бывает достаточно, чтобы прогнать пришельца. Многие виды метят границы занимаемой территории пахучими веществами — мочой или выделениями специальных желез. У соболей эти железы расположены на подошвах ног, у сурков — возле анального отверстия. У птиц распространена звуковая сигнализация. Весеннее пение самцов — это сигналы, что гнездовой участок занят.

3.    У малого суслика при возрастании плотности популяции на границах уменьшившихся участков резко увеличивается число драк. Самки, постоянно находящиеся в агрессивном состоянии, почти перестают размножаться. На уменьшившихся участках суслики накапливают меньше жира, из-за этого возрастает доля погибающих во время спячки. В результате численность популяции на следующий год снижается.

4.    Жуки-короеды, как, например, большой лиственничный короед, издают запах, привлекающий других особей на ослабленное дерево. Совместное нападение жуков на дерево облегчает им его освоение.

Стадная и одиночная формы перелетной саранчи

Рис. 59. Стадная и одиночная формы перелетной саранчи

Дерево ослабевает и перестает выделять губительную для жуков смолу. Однако слишком сильного запаха своего вида жуки не выносят, и, когда плотность популяции оказывается чрезмерно высокой, часть короедов начинает покидать дерево. Этим предотвращается перенаселение, при котором личинкам не хватило бы луба для питания и развития.

5. В таежных лесах часты вспышки размножения бабочек сибирского шелкопряда, гусеницы которых оголяют хвойные деревья (рис. 63). В период подъема численности плодовитость самок более 300 яиц. Число гусениц на одно дерево пихты может достигать 20 тыс. В период наиболее высокой плотности популяции плодовитость самок падает до 100 яиц, выживаемость личинок снижается в 2,5 раза, доля самцов увеличивается до 70 и более процентов и начинается разлет бабочек на большие расстояния, иногда более чем на 100 км. Среди мигрантов преобладают самки. Все эти изменения имеют прямую зависимость от плотности популяции.

6. Даже у таких медленно размножающихся животных, как африканские слоны, прослеживается связь особенностей размножения с численностью и плотностью популяций. По исследованиям, в некоторых заповедниках Африки, где насчитывалось по 2—3 животных нЕ 250 га, интервалы между родами у слоних составляли около 3 лет, а возраст достижения молодыми половой зрелости — около 12 лет.

После ужесточения мер по охране этих животных численность их возросла до 6—7 на ту же площадь. Самки стали приносить детенышей раз в 5—6 лет, а молодые начали размножаться только в 18 лет.

7. Некоторые виды саранчи существуют в двух разных формах: одиночной и стадной (рис. 59). При увеличении плотности популяции одиночная форма через несколько линек превращается в стадную. Они отличаются внешне, а также по поведению настолько, что ранее их принимали за разные виды. В одиночной форме саранча живет оседло и питается умеренно. Стадная форма отличается прожорливостью, беспокойством и стремлением к перемене мест. Сначала саранча передвигается большими группами по земле, а после того, как окрылится, поднимается и летит огромными тучами на расстояния в сотни и тысячи километров от мест рождения. Тем самым снимается угроза перенаселенности этих мест. Размеры стай перелетной саранчи фантастические, некоторые стаи достигали многих миллионов тонн веса. Улетевшая саранча чаще всего оседает в местах, неблагоприятных для размножения, и через некоторое время вся погибает. Нашествия стадной саранчи, таким образом, — это экологическая катастрофа не только для людей и посевов, но и для большей части самих насекомых, обреченных на гибель.

Вопросы.

1. Какие изменения происходят в популяциях разных видов в ответ на увеличение плотности?

2. При необходимости ограничивать численность сусликов часто применяют ядохимикаты. Это опасный способ, так как возникают загрязнение среды и нежелательные последствия. Обнаружено, что некоторые безвредные для человека и других животных препараты, использованные в ничтожных количествах в приманках, резко снижают агрессивность сусликов. Обдумайте последствия применения этих препаратов. Что произойдет с популяцией сусликов на следующий год?

3. Самцы рыбы-колюшки строят гнездо, в которое самка откладывает икру, а затем самцы заботятся о потомстве. Если в аквариуме за стеклянной перегородкой поместить соперника, то самец выбирает место для гнезда в противоположном конце аквариума. В чем причина такой «трусливости» самцов?

Задания.

1. В результате самоизреживания елей в густых посадках число деревьев на 1 га составляло: в 20-летних насаждениях — 6720, в 40-летних — 2380, в 60-летних — 1170, в 80-летних — 755, в столетних — 555, а в 120-летних — 465. Начертите графикуменьшения стволов елей в лесу при увеличении возраста. Рассчитайте площадь, приходящуюся на одно дерево в разном возрасте. В какой период самоизреживание деревьев происходит наиболее интенсивно? Не стоит ли заранее высаживать ели разреженно? Объясните, почему — да или почему — нет.

2. На рыборазводных заводах разрабатывают технологию получения живого корма для мальков. Для этого культивируют различных простейших, коловраток и рачков дафний. Используют два основных способа их разведения: 1) в непроточных емкостях с кормовой взвесью корм подают до тех пор, пока рост популяции не прекратится, после чего собирают «урожай»; 2) в проточных емкостях, куда постоянно подается вода с кормом, а часть воды вместе с животными также непрерывно удаляется. При непроточном способе получают инфузорий и коловраток 18— 20 г с 1 м3 воды в сутки, дафний — 70. При проточном методе соответственно 20 кг и 0,5 кг. Чем объяснить столь значительную разницу в результатах при разных способах культивирования этих водных животных?

Темы для дискуссий.

1. При сильнозагущенном посеве семян клевера самоизреживания растений не произошло. Общий урожай зеленой массы оказался таким же, как и при разреженном посеве. Значит ли это, что саморегуляция популяции растений в данном случае отсутствовала?

2. Если у бабочек сибирского шелкопряда так сильно развиты способы реакции на высокую плотность популяции, приводящие в конце концов к затуханию очага размножения, то стоит ли проводить борьбу с этим насекомым?

3. У слонов снижение скорости размножения начинается при повышении плотности популяции в 2—3 раза, а у многих насекомых — только когда плотность возрастает в десятки и сотни раз. Обсудите возможные причины столь разной «чувствительности» видов к изменению плотности популяций.

4. Если популяция реагирует на собственную высокую плотность снижением рождаемости, то почему возможно чрезмерное размножение вредителей на полях и в садах?

5. Стоит ли разрешать охоту на диких животных? Если да, то можно ли сделать так, чтобы охота не наносила урона популяциям этих животных?

Чернова Н. М., Основы экологии: Учеб. дня 10 (11) кл. общеобразоват. учеб. заведений/ Н. М. Чернова, В. М. Галушин, В. М. Константинов; Под ред. Н. М. Черновой. — 6-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2002. — 304 с.

Планы конспектов уроков по экологии 10 класса скачать, учебники и книги бесплатно, разработки уроков по экологии онлайн

Содержание урока 1236084776 kr.jpg конспект урока  опорный каркас   презентация урока  акселеративные методы   интерактивные технологии   Практика  задачи и упражнения   самопроверка  практикумы, тренинги, кейсы, квесты  домашние задания  дискуссионные вопросы  риторические вопросы от учеников  Иллюстрации  аудио-, видеоклипы и мультимедиа   фотографии, картинки   графики, таблицы, схемы  юмор, анекдоты, приколы, комиксы  притчи, поговорки, кроссворды, цитаты  Дополнения  рефераты  статьи   фишки для любознательных   шпаргалки   учебники основные и дополнительные  словарь терминов   прочие   Совершенствование учебников и уроков  исправление ошибок в учебнике  обновление фрагмента в учебнике   элементы новаторства на уроке   замена устаревших знаний новыми   Только для учителей  идеальные уроки   календарный план на год   методические рекомендации   программы  обсуждения   Интегрированные уроки  

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.

Источник: edufuture.biz

К этой группе относятся параметры, которые ограничивают рост популяции в зависимости от количества её членов. Например, доступность питания может быть фактором, который контролирует прирост жителей. Если плотность биоценоза низкая, то ограниченный продовольственный ресурс может быть достаточным для поддержания жизни всего населения в данном географическом районе. Однако по мере увеличения плотности обитателей, доступность продовольствия станет низкой, и ареал скоро достигнет максимальной пропускной способности. Таким образом, количество пищи становится фактором, зависящим от плотности, который регулирует численность популяции. Процесс возврата обитателей в исходное количество принято называть регуляцией.

Зависимые от плотности ограничивающие факторы, как правило, связаны с биотическими живыми организмами, а не с физическими особенностями окружающей среды. К ним относятся:

  • Конкуренция среди обитателей. Когда популяция достигает высокой плотности, некоторые особи пытаются использовать такое же количество ресурсов, что приводит к борьбе за еду, воду и другие средства, необходимые для выживания и размножения.
  • Хищничество. Группы с большой плотностью населения могут привлекать хищников. Когда хищники поедают особей из большой популяции они, уменьшая её, увеличивают собственную. Это создаёт интересные циклические шаблоны.
  • Болезни и паразиты. Болезни, которые имеют смертоносный характер, часто развиваются в больших группах. Так же это касается распространения паразитов.

Регуляция численности популяции может так же принимать форму поведенческих или физиологических изменений в организмах населения. Например, лемминги, реагируют на высокую плотность населения, эмигрируя группами в поисках нового, более просторного места обитания.

Модификация — это набор факторов, регулирующих население, которые не зависят от его плотности. Например, дикий огонь может убить большое количество кенгуру, независимо от плотности его популяции в этом районе. Вероятность смерти животных не зависит от их количества.

Другие факторы, не зависящие от плотности, которые регулируют численность населения в ареале их обитания:

  • стихийные бедствия, такие как наводнения, пожары, тайфуны;
  • загрязнение воздуха, воды и окружающей среды в целом.

Независимые от плотности факторы не ограничивают размер популяции, когда они выходят за пределы пропускной способности окружающей среды. Они вызывают резкие изменения в популяциях и иногда могут вызывать полное исчезновение биоценоза.

В отличие от регуляторных факторов, модификаторные факторы не могут поддерживать численность популяции на постоянном уровне. Зачастую они приводят к резким и неустойчивым изменениям количества обитателей, в том числе к полному уничтожению небольших групп.

Источник: ECOportal.info

Плотность популяции определяется числом особей, приходящихся на единицу площади или объема. Территория, занимаемая разными популяциями одного вида, а тем более различных видов, очень колеблется и зависит от степени подвижности особей. Так, одна популяция ящерицы прыткой занимает от 0,1 до нескольких гектаров; полевки водяной — от 1 до нескольких гектаров; северного оленя — более 100 км2. Каждому виду присуща определенная оптимальная плотность популяции, отклонения от которой в обе стороны отрицательно сказываются на темпах воспроизводства и жизнедеятельности особей.[ …]

Для каждого вида существуют оптимальные пределы плотности его популяций. Варьирование плотности каждой популяции в этих пределах зависит от состояния всей экологической системы, т. е. от всего комплекса биотических и абиотических факторов.[ …]

Итак, оптимальный уровень плотности должен соответствовать условиям наивысшей продуктивности популяции. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что при достижении максимально приемлемой плотности уровень прироста и морфофизиологические показатели благополучия популяции начинают падать раньше.[ …]

Гомеостаз популяции, т.е. поддержание ее оптимальной численности и плотности, определяется экологической спецификой вида и конкретными условиями среды. У растений он часто проявляется в виде самоизреживания. Такая жесткая форма иногда встречается и у животных, особенно сидячих форм (гидры, кораллы и др.), или хищников — обитателей небольших замкнутых пространств.[ …]

Особи любой популяции размещены в пространстве неравномерно и образуют агрегации, плотность организмов в которых достоверно выше, чем на соседних участках (Баканов, 1980, 1984). Неравномерность распределения растений и животных как в естественных водоемах, так и в водохранилищах определяется пятнистостью распределения биотопов, обладающих комплексом условий, необходимых для оптимального отправления их жизненных функций (Поддубный, 1971).[ …]

Пусть видовая популяция занимает область микросреды в пределах сообщества с «колоколообразным» частотным распределением плотности популяции в зависимости от некоторого градиента среды (рис. 2-15,Л). Градиентом может быть, например, влажность почвы, варьирующей от влажной в небольших понижениях до сухой на микровозвышениях под пологом леса. Популяция будет иметь оптимум на этом градиенте, определяемый ее генетическими характеристиками (и теми видами, с которыми данный вид должен конкурировать). Популяция также может быть генетически разнородной, с особями, встречающимися в оптимальных условиях увлажнения и приуроченными к самым сухим и самым влажным местообитаниям. Мы полагаем, что генетический состав популяции может изменяться непрерывно по градиенту среды, к которому ее особи адаптированы, хотя популяция в пределах данного сообщества может и не дифференцироваться таким образом.[ …]

Группировки в популяциях растений. Групповое распределение в пространстве свойственно и структуре ценопопу-ляций растений. Элементы ценопопуляции размещены в пространстве закономерным образом; распределение субпопуляционных структур связано с поддержанием оптимальной плотности в условиях ценога-ческой конкуренции. Структура популяций растений трехмерна и может рассматриваться как в горизонтальном, так и в вертикальном векторах. Вертикальная структура связана с размерами и возрастным составом растений; ярусность во многом определяет фотосинтетиче-скую активность ценопопуляции и фитоценоза в целом.[ …]

Функционирование популяций тесно и противоречиво связано с плотностью населения. Рациональное использование территории предусматривает определенное ограничение плотности, рассредоточение особей (групп) в пространстве. Осуществление внутрипопуляционных функций, напротив, требует определенной концентрации особей, обеспечивающей устойчивое поддержание контактов. Под оптимальной плотностью населения можно понимать такой ее уровень, при котором эти две биологические задачи уравновешены.[ …]

Динамика пространственной структуры популяций и плотности заселения биотопов является следствием изменчивости морфофизпологического состояния особей. Эта изменчивость вызывается и определяется влиянием энергетических ресурсов (кормовой базы) и климатических факторов в периоды прохождения особями, составляющими популяцию, определенных фаз онтогенеза. У патогенов динамика популяций связана с изменчивостью их вирулентности, определяемой степенью оптимальности для них субстрата (в частности сортовых особенностей растений) и климатических факторов, от которых зависит протекание инкубационных периодов и возможность перезаражегшя растений.[ …]

А. Бубеник (1967) и некоторые другие исследователи полагали, что оптимальная для популяции и хозяйства плотность обычно лежит в пределах средних для наличного бонитета, может быть где-то на грани средних и высоких плотностей. Для хозяйства важна не очень высокая плотность, а предельно возможный уровень добычи при высоких кондициях получаемой продукции. Например, в спортивном хозяйстве один элитный олень или лось стоят десяти посредственных. Здесь тесная связь с понятием емкости угодий, с чего мы начали. Мы показали, что емкость — понятие условное потенциальное — определяет уровень приемлемой по числу особей вида вместимости данных угодий, данной территории, избыток которых подлежит хозяйственному изъятию, реализации. Дальнейшее же слово — за теорией и практикой пользования охотничьими ресурсами наших лесов. Пока что в охотхозяйственной практике обоснованный расчет пользования отсутствует даже в лучших хозяйствах.[ …]

Отрицательная обратная связь может ограничивать крайние размеры популяции, либо замедляя процесс роста, либо реверсируя его, если популяция увеличивается выше среднего уровня или снижается ниже его. Эффект зависимости от плотности, если плотность возрастает, может уничтожить большую долю популяции (или уменьшить репродуктивный процесс) либо, если плотность уменьшается, уничтожить меньшую долю популяции (или стимулировать репродуктивный процесс) (рис. 2-14). Некоторые относительно стабильные популяции, по-видимому, контролируются в основном зависимыми от плотности пределами увеличения популяции сверх допустимой численности. Многие популяции тем не менее не являются относительно стабильными и могут выживать лишь благодаря факторам, которые определяют нижние рубежи их флуктуаций. В этом направлении может действовать ряд факторов. Как только вид становится редким, хищничество по отношению к нему может уменьшиться. Хищники могут забыть способ поиска подобных популяций и не считать их пищей. Если даже хищник продолжает поиск, то он оказывается для него более трудным, поскольку плотность жертвы стала меньше. Рассмотрим одну сотню раскрашенных кусочков мрамора, разбросанных среди куртин сорняков. Первые 60 могут быть обнаружены легко, следующие 30 будут найдены только при тщательном поиске, а последние 10 вообще могут быть не найдены. Чем ниже плотность популяции, тем больший процент ее особей, вероятно, бывает приурочен к условиям, которые особенно надежно обеспечивают укрытие от хищников и защиту от флуктуаций среды. Когда условия обитания становятся ниже оптимальных, популяция может быть редуцирована до этих особей, находящихся в особо благоприятных условиях, и благодаря им продолжать существовать. Кроме того, при ухудшении свойств среды в популяции могут сохраниться только те особи, которые генетически лучше приспособлены к суровому природному окружению. Наличие небольшого числа этих особей в диапазоне генетической вариабельности популяции способствует ее выживанию во времена неблагополучных условий среды.[ …]

Здесь следует упомянуть принцип Олли: для каждого вида существует оптимальный размер группы и оптимальная плотность популяции. Как перенаселенность, так и недоселенность (или отсутствие агрегации) могут оказывать неблагоприятное влияние. Это положение подтверждено многочисленными наблюдениями и экспериментами. Известно, например, что для успешного выживания стадо слонов должно состоять по крайней мере из 25 особей, а стало северного оленя — минимум из 300 голов. Гнездящиеся совместно чайки и другие птицы часто не могут успешно размножаться, если колония слишком мала. Однако и очень большая численность группы для них оказывается неблагоприятной. Таким образом, действие принципа Олли объясняется совместным влиянием эффектов группы и массы.[ …]

Мы вполне разделяем точку зрения А. Бубеника (1966), который считал что оптимальная плотность для популяции косули — это отнюдь не допустимый предел. В данном случае перенаселенность еще не сказывается отрицательно. При плотности порядка средней, резерв емкости, реальная продуктивность (годичный прирост), фактическая выживаемость, качественные показатели популяции и санитарное ее содержание — наиболее высокие.[ …]

Совокупность всех факторов, способствующих увеличению численности популяции, называется биотическим потенциалом. Несмотря на то, что у разных видов составляющие биотического потенциала неодинаковы, имеется общее свойство. У всех видов он достаточно высок для стремительного увеличения численности при благоприятных условиях среды. Рост популяции может быть столь быстрым, что может привести к популяционному взрыву. Однако следует отметить, что повышение плотности популяций сверх оптимальной оказывает на них неблагоприятное воздействие, так как при этом иссякает кормовая база, сокращается жизненное пространство, появляются эпизоотии и т. д. (рис. 10.22).[ …]

Наглядно прослеживается влияние условий среды на половую структуру популяций у видов с чередованием половых и партеногенетических поколений. При оптимальной температуре дафнии (Daphnia magna) размножаются партеногенетически, а при повышенной или пониженной температурах в популяциях появляются самцы. Появление обоеполого поколения у тли может происходить из-за длины светового дня, температуры, увеличения плотности населения и других факторов.[ …]

Пожалуй, чаще всего бытует представление о том, что это та предельная плотность, которая может существовать в данных лесных охотничьих угодьях без ущерба для состояния и дальнейшего благополучия популяции. Иначе — предельно высокая плотность при данной емкости. Но есть и другое достаточно обоснованное мнение. Это — состояние наиболее или предельно благоприятное. Далеко не всегда таким будет состояние плотности на допустимом пределе. С точки зрения биологического процветания популяции, в приведенном случае совпадающего с экономической выгодой, это такое ее состояние, в котором данная популяция продуцирует наивысший возможный прирост к моменту, когда ее текущее пополнение достигает самостоятельности. С хозяйственной же точки зрения — это будет также состояние хозяйственной спелости (качество пушнины, упитанность), когда прирост включается в воспроизводственную часть популяции (среда). Для ряда позднеспелых видов, таких, как лось, речной бобр и др., оно достигается к 2 годам, когда смертность еще более высокая, чем в последующие годы зрелости, заметно сокращает численность животных, бывших ранее в предыдущем возрастном классе — годовиков-прибылых. Размер пользования для таких видов поэтому надо рассчитывать ко времени достижения хозяйственной и воспроизводственной спелости.[ …]

Тревожно положение с почвами. Урювень распашки во многих регионах намного выше оптимальных 40% и в ряде случаев достигает 70 и даже более 80% территории. Черноземы России потеряли не менее 25, а местами до 50% гумуса. Загрязнение воздуха и внесение сельскохозяйственных химикалий привели к отравлению почв тяжелыми металлами (иногда до сотен ПДК). Усиливается опустынивание (Забайкалье), а в Калмыкии уже возникла крупнейшая в Еврюпе пустыня. В частности, плотность популяций овец втрюе превышает оптимальную.[ …]

Фаза массового размножения наступает при дальнейшем сохранении благоприятной кормовой базы и оптимального состояния климатических факторов за пределами мест резервации. В этих условиях наблюдается наибольшая плотность популяций, которые достигают предельно сложной структуры, характеризуются высокой интенсивностью размножения и наиболее полным выживанием. Внутривидовые и межвидовые отношения не ограничивают роста численности, уплотнения популяций и расширения заселяемых территорий. Такие популяции имеют повышенную устойчивость к пестицидам, обладают наибольшим запасом выносливости к временным воздействиям неблагоприятных факторов, повышенной резистентностью к патогенам.[ …]

Необходимо повторить, что рождаемость и другие понятия, обсуждаемые в настоящем разделе, относятся к популяции, а не к изолированным особям. За меру рождаемости следует принять среднюю, а не индивидуальную наибольшую или наименьшую репродуктивную способность. Хорошо известно, что отдельные особи в популяции обладают необычными скоростями размножения, но данные, полученные на таких особях, были бы плохой мерой максимальных возможностей популяции как целого. Таким образом, оценка максимальной рождаемости будет наилучшей в том случае, когда не только отсутствует лимитирующее влияние физических факторов, но и размеры популяции оптимальны. Мы остановимся на этой особенности популяции, которая сама по (Себе может действовать как лимитирующий фактор, в следующих разделах.[ …]

Виды, количественно преобладающие в данном сообществе, называются видами-доминантами. Они имеют высокую плотность популяций, что говорит об их оптимальной приспособленности к данному биоценозу и большом для нее значении.[ …]

У оседлых животных возникают такие специфические особен-ности территориальности, как адаптация, позволяющая оптимально использовать необходимые им условия и снизить конкуренцию. Вместе с тем оседлый образ жизни таит опасность повышенной конкуренции и быстрого истощения кормовых ресурсов. Как приспособление для разграничения мест обитания между особями, семьями или колониями возникают индивидуальные или групповые участки, охраняемые или непосредственно, или путем предупреждающей сигнализации. У птиц такими сигналами служат песни самцов, у млекопитающих — обычно маркировка занятой территории, чаще пахучими метками (экскременты, моча или секрет особых желез — анальных, копытных, межроговых, глазных и т.д.). При нормальной плотности популяции занимаемые участки не превышают те пределы, при которых связь между соседними особями или группами нарушается полностью. Индивидуальные участки могут частично перекрываться, что экологически необходимо для контакта между особями различного пола или взаимосвязи в колонии. У некоторых насекомых с диффузной территориальностью для поддержания связи между полами имеются особые пахучие железы, выделяющие феромоны для привлечения особей противоположного пола.[ …]

Вместе с тем, экологическая и физиологическая пластичность организмов может адаптивно обуслоэить существование популяции при плотности, значительно .превышающей оптимальную, .не приводя к вымиранию или сокращению численности. Существенно, что частичное угнетение животных, составляющих такую «перенаселенную» популяцию, как правило, наблюдается при -отсутствии соответствующих видов — антагонистов, т. е. наблюдается при отсутствии или, во всяком случае, при снижении интенсивности межвидовой конкуренции. Хорошо известным примером таких популяций являются перенаселенные карасевые озера, заселенные измельчавшими и, несомненно, угнетенными рыбами. Укажем также, что внутривидовые отношения являются основным регулирующим механизмом, используемым практикой р-ыбо-водства для получения желаемого индивидуального веса у прудовых рыб [35].[ …]

В целом, при всем разнообразии внешних форм регуляции через дисперсию, общее значение ее заключается в поддержании оптимальных условий плотности в основной части популяции. Биологическая специфика такого типа регуляции состоит в том, что «избыточная» часть населения хотя бы временно используется в качестве популяционного резерва, что придает общей системе регуляции плотности населения большую надежность.[ …]

С экологических позиций спортивная охота на млекопитающих и птиц представляет собой активную форму воздействия на популяции, которую можно также рассматривать в качестве комплекса помех, а значит и загрязнения. Это, прежде всего, — образование фактора беспокойства (шум, запахи), нарушение оптимального баланса популяций, их численности и плотности, возрастной и половой структуры. Так, для популяции дикой утки одинаковые последствия (распад популяции) наступят и в том случае, если из нее изъято особей больше, чем можно (перепро-мысел), и если тростниковые заросли, среди которых она гнездится, будут уничтожены при заготовке тростника для промышленно-хозяйственных нужд, и если водный объект, где обитает популяция утки и присутствует популяция тростника, окажется загрязненным промышленными стоками, и если яйца в гнездах начнут уничтожаться хищниками, например интродуцированной енотовидной собакой.[ …]

Концепцию поддерживающей емкости можно разъяснить с помощью диаграмм типа показанных на рис. 3.19. Рост размеров и сложности популяций, а также целых экосистем часто идет по 5-образной или сигмоидной кривой. Сейчас следует обратить внимание на две точки на кривой роста: К, верхняя асимптота, соответствует максимальной поддерживающей емкости (определение ее см. на с. 180), а /, точка перегиба, где скорость роста максимальна, дополнительно объясняется на нижней диаграмме рис. 3.19. Специалисты по управлению ресурсами промысловых животных и рыбы часто называют уровень I максимальным постоянным выходом или оптимальной плотностью, так как, согласно теории, собранная биомасса будет быстрее всего восстанавливаться на этом уровне.[ …]

Крупные животные всегда живут в избытке питательных веществ и их экспансия ограничивается максимально доступной долей потребления пищевых ресурсов. Плотность численности популяции всех крупных животных в естественных сообществах определяется требованием сохранения устойчивой замкнутости круговорота веществ в сообществе. Поддержание низкой доли потребления ими биологической продукции происходит так же, как биологическая регуляция концентрации биогенов. Распадные изменения в поведении крупного животного, позволяющие ему увеличить свою долю потребления сверх допустимого уровня, приводят к искажению окружающей среды, поте-ре конкурентоспособности такими сообществами и их вытеснению сохранившимися нормальными сообществами. Оптимальная величина плотности численности записана в нормальном геноме животного. Большинство особенностей поведения этих животных основано на предотвращении роста численности, а не на повышении численности до предела кормовых возможностей.[ …]

НОРМА ВЫСЕВА (Н.в.) — количество высеваемых семян в расчете на 1 га или 1 пог. м (при рядковом посеве культур). Н.в. подбирается таким образом, чтобы обеспечить оптимальную плотность популяции культурного растения (агропопуляции).[ …]

В этой главе мы обсудим поведение хищников и, в частности, следующие вопросы: где питается хищник, что он употребляет в пищу, каким образом на него влияют другие хищники и плотность популяции жертвы. Эти вопросы интересны сами по себе, но, кроме того, они актуальны с точки зрения исследований, широко ведущихся в двух направлениях. Во-первых, добывание пищи является как раз одним из тех видов поведения животных, которые привлекают все большее внимание биологов-эволюцио-нистов, чьи интересы лежат в области, обычно называемой «экологией поведения». Основная цель, которую ставят перед собой исследователи, — это попытаться понять, как естественный отбор благоприятствует определенным типам поведения в определенных условиях (каким образом у организмов возникают поведенческие адаптации к условиям обитания). В этой главе мы непосредственно коснемся этой проблемы в разделах, посвященных «оптимальному добыванию пищи» (9.3 и 9.11), но общий эволюционный подход будет лежать в основе большей части вопросов, рассмотренных здесь.[ …]

С помощью синтетических половых феромонов можно выявлять вредных насекомых гораздо раньше и точнее, чем при использовании других методов. Они позволяют осуществить надзор за плотностью популяций фитофагов и предсказать вспышки их размножения, определить оптимальные сроки химических или биологических обработок. Применение этих препаратов дает возможность значительно сократить объемы обработки инсектицидами и сохранить многие полезные виды насекомых.[ …]

Относительная роль отдельных факторов в комплексе, определяющем общий уровень численности и тенденции к ее изменениям, меняется в зависимости от условий местности и состояния популяции в разные сезоны и годы. Применение методов многофакторного анализа позволяет оценить эту роль в различных вариантах экосистем в разные годы. Многолетие данные по динамике популяций рыжей полевки в Карелии, например, показывают, что успешность перези-мовывания и интенсивность весеннего размножения в первую очередь связаны с демографической структурой популяции осенью; размножение и уровень численности в течение репродуктивного сезона определяются в основном внутрипопуляционными факторами, а в остальное время года — внешними воздействиями. При этом внешние факторы определяют верхний предел оптимальной плотности, а соответствие численности этим условиям регулируется внутрипопуляционными механизмами (Э.В. Ивангер и др., 1991).[ …]

Подтаежные, широколиственные лесные, лесостепные и степные пространства страны в их преобразовании далеко зашли за ограничения 1 и 10 процентов. Уровень распашки во многих регионах намного выше оптимальных 40% и даже допустимого лимита 60% площади. Он местами достигает 70 и даже 80% территории. Распашка экологически не оптимизирована, как и вся агротехника. Идет быстрая эрозия почв, ущерб от которой все время растет и оценивается сейчас в 16 млрд р. Снижается запас гумуса — до 50% от изначального количества. Исчезают долинные леса. Нерациональная распашка ведет к усыханию и загрязнению водотоков. Усиливается опустынивание. В Калмыкии образовалась крупнейшая в Европе пустыня. Очень велики масштабы опустынивания в Казахстане и в Забайкалье. Этому способствует замена многовидовых форм животноводства монокультурой овцеводства, что совершенно недопустимо без сокращения численности отар (плотность популяций овец в 3 раза выше оптимальной). Общее состояние территории критическое, а местами катастрофическое. Повышена заболеваемость населения. Степень недоживания до указанного выше условного норматива все время колеблется в зависимости от социально-экономических факторов, но антропогенно-экологическая составляющая непрерывно растет, в том числе через ухудшение природных условий жизни.[ …]

Эмпирическим обобщением всех биогеографических закономерностей, касающихся ареалов и условий существования видов внутри них, служит правило географического оптимума: условия обитания вида наиболее оптимальны для него в центре ареала. Очевидно, предполагается, что абиотическая и биотическая среда тут наиболее благоприятна, а экологическая ниша выработана с наибольшим совершенством. Однако часто имеется в виду не пространственно-геометрический центр ареала, а его экологический «центр». Например, для морских котиков, многих других морских млекопитающих, колониальных птиц и любых наземных видов с дизъюнктивным или другим типом прерывистого ареала едва ли геометрический центр их ареала будет оптимален для жизни. Вид может вообще тут отсутствовать. Скорее, понятийно наоборот, экологический оптимум формирует часть ареала с наибольшей плотностью видового населения — оно имеет наивысшую плотность и общую численность в наиболее благоприятных местах существования популяций вида. Эти места могут располагаться как в глубине очерченного ареала, так и у его географических границ. В «чистом» виде правило географического оптимума справедливо лишь для видов с обширным сплошным ареалом, как правило занимающим всю либо большую часть биома или географической зоны. Однако и в этом случае нередко возможны варианты, когда наиболее благоприятными оказываются какие-то края области распространения вида. Например, многие таежные животные (лось, волк и др.) явно приурочены не к глухой срединной тайге, а к так называемой подтаежной южной ее полосе. Здесь больше кормов по естественным причинам и из-за нарушения лесов человеком, к тому же теплее, и как правило, менее глубок снежный покров.[ …]

Г.А Викторов (1965, 1967), создавший объективно обоснованную концепцию факторов динамики численности, относит биотические взаимодействия к категории регулирующих факторов (механизмов) именно на основе способности популяций реагировать как на изменения собственной платности, так и плотности популяций других видов, с которыми они связаны трофическими или иными взаимоотношениями. Регуляция в этом случае осуществляется по кибернетическому принципу обратных связей. Этот принцип исходно содержит в себе предпосылки колебательного процесса, так как регулирующий механизм управляется отклонениями самой регулируемой величины (в данном случае плотности населения). Эффект действия проявляется с Некоторым замедлением; в результате плотность популяции проявляет закономерные колебания вокруг оптимального в данныхусловияхуровня. Значение биоценстгических взаимоотношений как фактора, формирующего циклы численности, подчеркивалось уже давно (Ch. Северцов, 1936,1941, 1942) и рассматривается как один из ведущих механизмов циклической динамики численности в современной экологии.[ …]

Эффект воздействия климатических факторов на уровень численности и направленность ее изменения реализуется в первую очередь через изменения смерггаосш, возрастающей Яо мере отклонения силы воздействующего фактора от оптимальной величины. При этом уровень смертности и выживания определяется только силой воздействующего фактора с учетом адаптивных возможностей организма и некоторых характеристик среды: наличие убежищ с более благоприятными условиями, смягчающее действие попутных факторов и т. п. Уровень численности (плотности населения) популяции не определяет общей направленности ее изменений, а в ряде случаев и конечного результата. Так, если зимние условия отличаются необычно низкими температурами при небольшой толщине снежного покрова, уровень весенней численности мелких грызунов окажется крайне низким даже в том случае, если к началу зимы популяция достигла высокой численности и плотности населения. Напротив, если зимние условия благоприятны, относительная величина сезонного падения численности будет невелика независимо от плотности населения осенью. Аналогичная закономерность характерна для лесных куриных птиц, спасающихся от жестоких морозов в снежных лунках.[ …]

В более сложной форме каннибализм проявляется и у высших животных. Так, у многих видов птиц, насиживающих кладку с первого яйца, более старшие птенцы при недостатке корма съедают своих собратьев. Явление это коррелирует с изменением уровня оптимальной плотности (главным образом через обеспеченность кормом) и на уровне популяции в целом выступает как механизм регулирования пополнения популяции. Наблюдения за белыми аистами Ciconia cico-nia в Европе показали, что в годы высокой численности многие птицы не находят месте для гнезда и не приступают к размножению. Бродя вокруг гнезд своих сородичей, подчас вступая с ними в драки, такие холостые особи стимулируют нарушение родительских инстинктов у гнездящихся птиц, вплоть до полного прекращения заботы о потомстве. В результате в годы высокой численности увеличивается число выкинутых родителями из гнезда птенцов и уменьшается общий прирост популяции (F. Haverschmidt, 1949). Нечто подобное наблюдалось и у других птиц. В частности, в США отмечено, что у фазанов годы повышенной численности характеризуются относительно высоким процентом брошенных кладок. Эксперименталнно показано, что это объясняется учащением контактов насиживающих самок с уже вылупившимися птенцами из других выводков: из И самок, которым у гнезда были показаны фазанята, 9 бросили свои кладки (R. Linder, С. Agee, 1965).[ …]

Источник: ru-ecology.info


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.