Численность и плотность популяции

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 11Следующая ⇒

Численность популяции – это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Численность популяции зависит от соотношения интенсивности размножения и смертности.

Теория лимитов популяционной численности: численность естественных популяций ограничена истощением пищевых ресурсов и условий размножения, недостаточностью этих ресурсов и слишком коротким периодом ускорения роста популяции.

Плотность популяции – это количество особей (или биомасса) на единицу площади (или объема). Различают среднюю и экологическую плотность.

Средняя плотность – это численность особей на единицу площади всего пространства (ареала).

Экологическая плотность – это численность особей на единицу площади обитаемого пространства, пространства, фактически занятого особями популяции.

Плотность популяции отличается изменчивостью и зависит от ее численности.

Площадный показатель плотности популяции используется для наземных и бентосных (донных) животных и растений, объемный — для гидробиологических объектов.

Плотность популяции не всегда отражают в единицах прямого подсчета. Иногда применяется показатель удельной (относительной) плотности. Например, в геоботанике это проективное покрытие вида, выражаемое в процентах.

Плотность популяции оценивают экспериментально с помощью разных методов, например, методом пробных площадок.

Колебания численности популяций

Любая популяция в природной среде подвержена влиянию всевозможных факторов, что, естественно, отражается на ее численности. В природе не существует таких живых организмов, численность которых оставалась бы постоянной в течение сколько-нибудь заметного периода времени. Размах колебаний численности отдельных популяций может быть значительным. Например, у майского жука колебания численности по годам различаются в 1 млн раз, у кроликов – в 500, копытных – в 10.

Принцип биогеоценотической регуляции численности популяции Фридерихса: регуляция численности популяции есть результат комплекса воздействий абиотической и биотической среды в местообитании вида.

Колебания численности могут быть случайными, т. е. обусловленными влиянием случайных, часто неожиданных причин, и регулярными (циклическими).

Случайные колебаниямогут вызываться влиянием разнообразных антропических факторов – применение ядохимикатов, аварийные сбросы нефтепродуктов в водоемы и т.д.

Регулярные изменения численности в популяциях могут быть сезонными (они регулируются адаптациями жизненного цикла, сопряженными с сезонными изменениями среды) и годичными.

Популяции крупных животных и растений с большой продолжительностью жизни и медленным размножением часто мало чувствительны к изменяющимся условиям среды. Примером тому может служить незначительное изменение численности овец на Тасмании в течение почти 100 лет (см. рисунок 20). Организмы с короткой продолжительностью жизни и высокой репродуктивной способностью более чувствительны к кратковременным колебаниям условий среды (см. рисунок 21). Однако существуют и обратные примеры.

Рисунок 20. Колебания численности овец на острове Тасмания после их интродукции в начале XIX в. (Риклефс, 1979)

Циклические колебания численности характерны для многих организмов. Они обусловлены рядом причин внешнего и внутреннего характера. В частности, максимумы численности клестов, наблюдающиеся каждые три года, совпадают с урожаем еловых шишек, семенами которых птицы питаются. Классическим примером 9, 6-летнего цикла является цикл колебаний численности зайца беляка и его хищника — рыси в Канаде. Максимумы численности их отстоят друг от друга на 1—2 года, что вполне закономерно, если вспомнить характер взаимоотношений «хищник—жертва».Резкие многолетние колебания численности присущи многим быстроразмножающимся растениям с коротким жизненным циклом.

Рисунок 21. Изменчивость плотности фитопланктона в пробах воды из оз. Эри в 1962 г. (Риклефс, 1979)

Колебания численности популяций большинства организмов обусловлены влиянием факторов двух групп:

— независимых от плотности,

— зависимых от плотности популяции.

Как отмечалось ранее, группу независимых от плотности факторов образуют прежде всего факторы абиотические. Более чувствительны к ним пойкилотермные организмы. Серьезным абиотическим фактором является пожар.

Правило пищевой корреляции Уини-Эдвардса: в ходе эволюции сохраняются только те популяции, скорость размножения которых скоррелирована с количеством пищевых ресурсов среды их обитания.

К факторам, зависимым от плотности популяции относится ограничение пространства, пригодного для поселения. Рост популяций морских желудей и мидий на прибрежных скалах ограничен пространством. Высокая плотность их поселений обусловлена тем, что мидии и желуди живут на плоской поверхности у самого края сосредоточения их корма — планктона. Когда эти участки заняты целиком, то мидиям негде прикрепиться и рост популяции здесь прекращается. Но достаточно только очистить небольшой участок, как через некоторое время здесь можно заметить появление молодых особей. В лесах количество дупел в деревьях ограничивает плотность популяций птиц дуплогнездников.

Действие зависимых от плотности факторов проявляется через внутренние механизмы регуляции численности популяции, а также в межвидовых взаимодействиях. Влияние этих факторов, как правило, приводит к равновесной плотности, при которой популяция перестает расти.

Зависимая от плотности регуляция осуществляется, в принципе, тремя основными механизмами:

1) при возрастании плотности популяции увеличивается контакт между организмами, что может повлиять на физиолого-биохимические функции и вызвать «стрессовые» состояния, приводящие к резкому сокращению рождаемости и возрастанию смертности;

2) при возрастании плотности популяции может усиливаться миграция особей из основного местообитания в краевые, менее благоприятные, где смертность выше в силу разнообразных причин;

3) при возрастании плотности популяции могут происходить изменения ее генетического состава, в частности замена быстро размножающихся генотипов медленно размножающимися, склонными к миграции.

Примеры «стрессового» состояния широко распространены среди грызунов. При перенаселении повышаются встречи зверьков на занимаемой ими территории. Это приводит к состоянию стресса, у самок нарушается овуляция, рассасываются эмбрионы, угасают инстинкты заботы о потомстве. Все это приводит к сокращению численности популяции. Кроме того, перенаселенность делает зверьков более уязвимыми к болезням и заражению паразитами. В результате перенаселенности может вырасти стремление зверьков к миграции. А это также позволяет сократить плотность популяции.

Ограничение численности популяции может быть обусловлено и генетическими механизмами. У пенсильванской полевки в пик численности и в периоды ее спада доминируют разные генотипы. Одни особи быстро размножаются, но плохо выживают при большой скученности. Другие лучше чувствуют себя в группе, но их плодовитость низка.

Регулирование плотности популяции может осуществляться с помощью поведенческих реакций. Ограничивающим фактором является территориальное поведение.

Плотность популяции может влиять на возраст наступления половой зрелости. У африканского слона в зависимости от плотности популяции половая зрелость может наступать в 11 — 12 или в 18 лет. В первом случае чаще бывает и приплод — 1 слоненок за 4 года. Во втором один слоненок появляется раз в 7 лет.

Важный фактор, зависимый от плотности популяции, — наличие корма. Торможение роста популяции с дальнейшим спадом численности из-за недостатка корма или его качества характерно для мышевидных грызунов и зайцев. В примере циклических колебаний численности зайца и рыси в Канаде колебания численности зайца обусловлены как раз количеством и качеством пищи (травостоя).

Регуляция численности осуществляется и в результате взаимоотношений «хищник—жертва». При низкой плотности хищника численность жертвы растет. Это вызывает рост численности хищника. В итоге хищник выедает жертву, численность которой снижается. Однако численность популяции хищника в результате запаздывания все еще растет, влияя на жертву. При низкой плотности популяции жертвы численность хищников резко падает, и все повторяется.

Наконец, важный фактор регуляции численности популяции, зависимый от последней, — внутривидовая конкуренция. Она присуща практически всем организмам и может существенно снижать их плотность, не допуская перенаселения. У одного из видов клевера через 84 дня после посева на 1 м² число растений в результате внутривидовой конкуренции снижается с 1250 до 650 (влияние вредителей в опыте исключалось).

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒