Популяция, ее структура и динамика
Федеральное агентство по образованию
Московский Государственный Строительный Университет
Авторы: А.С. Маршалкович, М.И. Афонина, Т.А. Алешина.
ЭКОЛОГИЯ - Конспект лекций.
Москва 2009
Московский Государственный Строительный Университет
Авторы: А.С. Маршалкович, М.И. Афонина, Т.А. Алешина.
ЭКОЛОГИЯ - Конспект лекций.
Москва 2009
Введение.
Тема 1. Учение о биосфере и ее эволюции.
Тема 2. Основные законы и принципы экологии.
- Абиотические факторы воздушно-наземной среды.
- Абиотические факторы почвенного покрова.
- Абиотические факторы водной среды.
- Биотические факторы.
- Некоторые законы и понятия экологии.
- Закон ограниченности природных ресурсов. (правило одного процента)
- Понятие об экологической нише.
- Правило обязательного заполнения экологических ниш.
- Адаптация живых организмов к экологическим факторам.
- Популяция, ее структура и динамика.
- Структура водной и наземной экосистем.
- Гомеостаз и сукцессия экологической системы.
- Законы термодинамики.
- Антропогенные воздействия на экосистемы.
- Эвтрофикация и меры борьбы с нею.
- Атмосферные процессы.
- Кислотные осадки.
- Круговорот углерода. «Парниковый» эффект
- Круговорот азота.
- Круговорот серы.
- Круговорот фосфора.
- Круговорот радионуклидов.
- Круговорот токсичных элементов.
- Глобальные экологические проблемы.
- Загрязнения окружающей среды.
- Загрязнение гидросферы.
- Экологическая надежность и безопасность.
Список использованной литературы.
Популяция, ее структура и динамика.
Все живые организмы существуют только в форме популяций. Популяция - это совокупность особей одного вида, населяющих определенное пространство, внутри которого осуществляется та или иная степень обмена генетической информацией, и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений.
Каждая популяция имеет определенную структуру:
- возрастную (соотношение особей разного возраста);
- сексуальную (соотношение полов);
- пространственную (колонии, семьи, стаи и т.д.).
Следовательно, охрана живой природной среды заключается в сохранении режимов экологических факторов, при которых не разрушаются экологические ниши, обеспечивается нормальное функционирование популяции живых организмов, соответствие их состава и структуры конкретным условиям места обитания.
В любой природной системе поддерживается та численность особей в популяциях обитающих животных и растений, которая в наибольшей степени соответствует интересам воспроизводства. Численность зависит от постоянно действующих экологических факторов.
Численность (или объем популяции) выражается определенным количеством особей. Популяции могут быть разной степени численности: у одних видов они представлены десятками экземпляров, у других – десятками тысяч. Популяции бактерий в активном иле состоят из миллиардов особей.
Для того чтобы сравнить численность отдельных популяций или изменение численности одной и той же популяции в разные отрезки времени пользуются таким относительным показателем, как плотность. Плотность - это численность популяции, отнесенная к единице занимаемого ею пространства или среднее число особей на единицу площади или объема.
Зная изменение плотности во времени или пространстве, можно установить, увеличивается или уменьшается численность особей, представляет или нет данная популяция угрозу хозяйственным интересам (хотя иногда для этого нужны дополнительные данные).
Динамика плотности популяций отражает сложные закономерности взаимоотношений между различными животными, между животными и растениями, поскольку все они являются биологическими факторами по отношению друг к другу. Плотность может также зависеть и от колебаний абиотических факторов среды. Плотность популяции – видоспецифический показатель, для каждого вида существуют оптимальные пределы плотности его популяций. Варьирование плотности в объеме каждой популяции зависит от всего комплекса биотических и абиотических факторов окружающей среды.
Численность и плотность популяции – не случайные величины, они предопределены не только режимами экологических факторов в данное время, но и всем предшествующим развитием данной популяции. Численность живых организмов не бывает постоянной, а всегда колеблется в более или менее широких пределах. Знание закономерностей динамики численности популяций необходимо для прогнозирования возможных нежелательных явлений и внесения коррективов в эту динамику с целью управления ею.
Изменение численности особей в популяции влияет на плотность. В конкретный момент времени численность особей в популяции отражает ее рождаемость и смертность, в зависимости от соотношения этих показателей говорят о балансе популяции. Если рождаемость выше смертности, то популяция численно растет, и наоборот.
Под рождаемостью понимают численно выраженную способность популяции к увеличению. Эта способность зависит от многих факторов: числа самок в популяции, количество половозрелых особей, плодовитости, числа поколений в году, условий размножения и др. Смертность, как и рождаемость, можно выразить в количестве особей, погибших за определенный отрезок времени. Но обычно говорят о выживаемости, которая фактически и характеризует состояние популяции. Под выживаемостью понимают долю особей в популяции, доживших до определенного момента времени или до возраста размножения.
Теоретически скорость естественного роста популяции в нелимитированной какими-либо факторами среде характеризуется экспоненциальным законом. (рис. 7)
Рис. 7. Некоторые типы динамики популяций:
А – j-образная кривая экспоненциального роста.
Б – s-образная (логистическая кривая)
В – экспоненциальный рост и падение численности (N)
М и К – нижний и верхний пределы возможной численности (N).
В этом случае возможны два варианта дальнейшей динамики данной популяции:
- В первом случае – численность стабилизируется.
- В другом случае после достижения предела (К) наступает массовая гибель особей, возвращающая численность популяции к некоторому нижнему пределу, после чего нарастание может начаться вновь.
Периодические колебания происходят под влиянием закономерно меняющихся факторов внешней среды, а также связаны с особенностями, присущими самой популяции. Например, четко периодичные вспышки массового размножения некоторых насекомых, представляющих серьезную опасность для сельского и лесного хозяйства. Такие колебания принято называть осцилляциями. Однако, под влиянием динамики абиотических факторов численность особей в популяции не остается постоянной и колеблется во времени, хотя и без правильной периодичности. В этих случаях принято говорить о флуктуациях численности. На динамику популяций существенное влияние оказывают и антропогенные воздействия (как правило, непериодические), отклоняя сложившиеся исторически типы от установившейся нормы. Такими воздействиями могут быть тепловое загрязнение, внесение чужеродных для организмов химических веществ, естественно не входящих в биотический круговорот и прямо или косвенно порожденных хозяйственной деятельностью человека (ксенобиотики), нарушение режимов экологических факторов.
Вопросы для самоконтроля:
- Что такое популяция?
- Какие факторы называются биотическими и абиотическими?
- Перечислите абиотические факторы наземно-воздушной среды.
- Перечислите абиотические факторы почвенного покрова.
- Перечислите абиотические факторы водной среды.
