Главная → Про счастье → Скорость роста популяции. Численность и скорость роста популяции

Скорость роста популяции. Численность и скорость роста популяции

Популяции определяется соотношением рождаемости и смертности, то на ее росте сказываются все факторы, способные оказывать воздействие хотя бы на один из этих процессов, смещая равновесие между ними в ту или другую сторону. В случае превышения рождаемости над смертностью популяция обычно растет (если исключить миграции).

Замечание 1

Как правило, с увеличением плотности популяции скорость роста постепенно снижается до нулевого, или колеблется то в положительную, то в отрицательную сторону под действием динамики экологических факторов среды. При преобладании смертности над рождаемостью размеры популяций уменьшаются.

Факторы остановки роста

Остановка роста популяции и ее стабилизация на некотором уровне плотности может происходить под воздействием различных факторов. Вес они связаны между собой механизмом отрицательной обратной связи. Например дефицит любого ресурса (например, пищи) усиливает внутривидовую конкуренцию , что сокращает популяцию и приводит к установлению нового баланса ресурсообеспеченности.

Готовые работы на аналогичную тему

Курсовая работа Рост популяции 400 руб.
Реферат Рост популяции 270 руб.
Контрольная работа Рост популяции 210 руб.

Сопротивление среды в сумме определяется всей совокупностью лимитирующих факторов, препятствующих реализации популяцией ее максимального репродуктивного потенциала. Сюда входят как внешние факторы (ресурсообеспеченность, биотические отношения, абиотические факторы), так и внутрипопуляционные регулирующие механизмы. Часть из этих факторов действует независимо от плотности популяции, другие зависят от нее, причем их воздействие может возрастать пропорционально увеличению плотности, или более быстрыми темпами.

Экспериментальные исследования роста популяций

В естественных условиях изучать взаимодействие определяющих рост популяции факторов необычайно сложно, поскольку мы имеем дело обычно с уже давно существующими на определенной территории популяциями, плотность которых сформировалась в данных условиях среды, а сама среда в течение многих поколений испытывала воздействие данных популяций.

Замечание 2

Очень перспективными в этом плане являются лабораторные популяции, а также изучение фактов акклиматизации и, особенно, реакклиматизации организмов. В последнем случае мы имеем уникальную возможность проследить за ростом популяции в ее естественной среде (но не преобразованной данной популяцией ввиду долгого отсутствия на данной территории организмов изучаемого вида) фактически «с нуля».

Все подобные наблюдения показывают общую закономерность. В самой начальной стадии, когда из нескольких особей, попавших в новое место, формируется популяция, размножение идет медленно. Многие особи не принимают участие в размножении, по каким-то причинам потеряв остальных, или не найдя себе места в сложившейся социальной структуре.

После формирования нормальной для популяции поло-возрастной и социально-этологической структуры ее размножение усиливается. На этой стадии число особей еще незначительно, плотность их невелика и внутривидовая конкуренция практически отсутствует, а естественные враги зачастую еще не успели освоить новый вид пищи. Поэтому особи проявляют высокий репродуктивный потенциал, близкий к теоретически возможному, и происходит взрывной рост популяции.

Дальнейшие события зависят от наличия у вида внутренних механизмов регуляции численности. Если они имеются, то при возрастании плотности начинают активно воздействовать на популяцию, сокращая ее размножение за счет территориальности, напряженности иерархических отношений, стресс-реакции и т.д. если этого не происходит, то по мере приближения популяции к пределу биологической емкости среды ее рост не только не замедляется, а может даже ускоряться. Это происходит за счет роста плодовитости при увеличении смертности.

Хотя данный механизм работает непродолжительное время, все же плотность популяции может успеть подняться намного выше допустимых пределов. Это вызывает катастрофический спад численности, обычно на два порядка и более.

После этого среда частично восстанавливается, начинается новый рост численности, и ситуация повторяется. Однако новая емкость среды обычно оказывается ниже, и как рост, так и последующий спад становятся менее катастрофичными. Постепенно, за несколько подобных циклов, популяция приспосабливается к среде, ее экологическая ниша начинает в большей мере соответствовать местным условиям, и плотность специализируется на определенном уровне.

СКОРОСТЬ РОСТА ПОПУЛЯЦИИ

СКОРОСТЬ РОСТА ПОПУЛЯЦИИ прирост популяции за единицу времени: D N/D t, где N - размер популяции (численность), t - время. Может быть постоянной (неограниченный рост - при условии отсутствия сопротивления среды приросту) или затухающей (когда с увеличением численности особей условия их существования ухудшаются и темп воспроизводства падает).

Экологический энциклопедический словарь. - Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии . И.И. Дедю . 1989 .

СКОРОСТЬ РАЗМНОЖЕНИЯ ЧИСТАЯ
СКОРОСТЬ ЭВОЛЮЦИИ

Смотреть что такое "СКОРОСТЬ РОСТА ПОПУЛЯЦИИ" в других словарях:

ГОДОВАЯ СКОРОСТЬ РОСТА ПОПУЛЯЦИИ - скорость увеличения численности популяции за год. Определяется по формуле: , где R чистая скорость размножения; Т среднее время генерации. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии.… … Экологический словарь

МГНОВЕННАЯ СКОРОСТЬ РОСТА ПОПУЛЯЦИИ - скорость изменения числа организмов r в зависимости от времени в данный момент. Определяется по формуле: ║ где dN изменение числа организмов в данный момент времени dt; N число особей в популяции. См. также Мальтузианский параметр.… … Экологический словарь

Индекс роста популяции - (Laughlin, 1965): Ir=log R0/Tc, где R0 скорость воспроизводства, во сколько раз увеличивается численность популяции за одну генерацию; Тс средний возраст первого размножения или плодоношения. Экологический словарь. Алма Ата: «Наука». Б.А. Быков.… … Экологический словарь

КОНЕЧНАЯ СКОРОСТЬ УВЕЛИЧЕНИЯ ПОПУЛЯЦИИ - параметр λ, скорость увеличения численности популяции в расчете на 1 особь и на единицу времени. Конечная скорость увеличения измеряется в тех же единицах, что и мгновенная скорость увеличения: r = 1пλ, или = е, где r специфическая… … Экологический словарь

ПОКАЗАТЕЛЬ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО РОСТА ПОПУЛЯЦИИ - специфическая скорость роста популяции в условиях стационарного и стабильного распределения возрастов rmax. Часто максимальную величину r называют биотическим, или репродуктивным, потенциалом. См. также Рост популяции. Экологический… … Экологический словарь

Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Проставить интервики в рамках проекта Интервики. Дополнить статью (статья слишком короткая либо содержит лишь… … Википедия

ЧИСТАЯ СКОРОСТЬ РАЗМНОЖЕНИЯ - скорость замещения популяции, ожидаемое число потомков, которое самки могут произвести за всю свою жизнь. Определяется по формуле: где lx число особей, доживших до какого либо определенного возраста (х соответствует данному возрасту); bx… … Экологический словарь

УРАВНЕНИЕ ФЕРХУЛЬСТА-ПИРЛА - выведенное Ферхульстом (1838) и Пирлом (1928) уравнение логистического (лимитированного) роста популяции показывает, что с увеличением численности популяции уменьшаются пищевые и другие ресурсы, экологический иммунитет, увеличивается пресс… … Экологический словарь

Смертность - в экологии, число умерших или погибших особей (m) по отношению к их общему числу (N) в популяции (чаще на 100 или 1000 особей) на определенной территории; интенсивность процесса гибели особей в популяции. Иногда используют удельную оценку… … Экологический словарь

Акклиматизация - (от лат. ad k, для и климат), 1) преднамеренный ввоз какого либо вида в район, где он ранее не обитал, в целях обогащения естественных сообществ полезными для человека видами или уничтожения (путем конкуренции) вредных. Процесс акклиматизации… … Экологический словарь

Если среда не оказывает ограничивающего влияния, то специфическая скорость роста популяции для данных микроклиматических условий постоянна и максимальна. В таких благоприятных условиях скорость роста характерна для некоторой возрастной структуры популяции и служит единственным показателем наследственно обусловленной способности популяции к росту. Она является экспонентой в дифференциальном уравнении роста популяции в нелимитированной среде при специфических физических условиях:

dN / dt = rN; r = dN / (Ndt);

ln n t = rt - ln(N 0 ); n t = N 0 e rt ,

где N 0 - численность в нулевое время, n t - численность в момент времени t, e - основание натуральных логарифмов.

Из уравнения ln n t = t - ln(N 0) можно вычислить скорость роста популяции:

Показатель r - фактическая разность между специфической мгновенной скоростью рождений (b) и специфической мгновенной скоростью гибели организмов (d). Она может быть выражена в виде:

r = b - d.

Общая скорость роста популяции в отсутствие лимитирующего влияния среды зависит от возрастного состава и вклада в репродукцию различных возрастных групп. Следовательно, вид может характеризоваться величинами r в зависимости от структуры популяции. При определении стационарного и стабильного распределения возрастов специфическую скорость роста называют показателем потенциального роста популяции (r max ). Часто этот показатель называют биотическим, или репродуктивным, потенциалом (термин введен Р. Чепменом в 1928 г.). Разность между биотическим потенциалом и фактической скоростью роста считают мерой сопротивления среды, которая характеризует сумму всех лимитирующих факторов, препятствующих реализации биотического потенциала.

Помимо приведенных, используют и другие уравнения роста популяции (Р.Уиттекер, 1980). При неограниченном росте численности популяции можно использовать геометрические и экспоненциальные формулы.

Геометрические формулы:

N 1 / N 0 = R - темп роста популяции за единицу времени;

N 1 = N 0 R t - плотность популяции через время t.

Экспоненциальные формулы:

dN / dt = Nn - скорость роста популяции;

Nt = N 0 e rt - плотность популяции через время t. Математический метод можно использовать и при описании неограниченного роста популяции. В случае ограниченного роста популяции скорость ее роста и плотность можно вычислять по следующим логистическим формулам:

Скорость роста;

где N - плотность популяции; N 0 - начальная плотность популяции; N 1 - плотность популяции через единицу времени роста популяции (t= 1); N t - плотность популяции через время t при постоянной скорости роста, К - емкость среды для максимальной плотности популяции, е - основание натурального логарифма. Величина К называется предельной допустимой нагрузкой на среду, или емкостью среды для данной популяции.

Выбор математической модели определяется задачами исследований и адекватностью модели для каждого определенного случая.

Типы роста популяций. Представление о емкости местообитания. В зависимости от характера роста численности популяций выделяют различные типы их роста. По форме кривых, построенных на арифметической шкале, можно выделить два основных типа роста, описываемых J-образной и S-образной кривыми. Эти два типа кривых могут модифицироваться различным образом (рис. 18).

Рис. 18. Кривые роста численности популяции (по Ю. Одуму, 1875)

А - J-образная, В - S-образная форма кривой роста численности популяции. A 0 - вначале наблюдается неограниченный рост численности популяции; а 1 - вначале наблюдается неограниченный рост численности, затем он прекращается и при благоприятных условиях вновь возобновляется, достигая прежней величины; А 2 - наблюдается нелимитированный рост численности, затем он внезапно прекращается и дальше наблюдаются колебания на более низком уровне; В 0 - происходит рост численности популяции по S-образной кривой, достигая К-уровня; В 2 - вначале наблюдается медленный рост численности, затем скорость возрастает и достигает К-уровня; В 1 - при достижении К-уровня наблюдаются небольшие отклонена от него; В 3 - наблюдаются значительные отклонения от К-уровня.

При J-образной форме кривой роста плотность быстро увеличивается, но затем, когда начинает действовать лимитирующий фактор, рост популяции внезапно прекращается. Такой тип роста может быть описан экспоненциальным уравнением:

Уравнение J-образной кривой то же, что и при определении скорости роста. Разница состоит в том, что величина N имеет предел. Это означает, что относительно неограниченный рост внезапно останавливается, когда популяция исчерпает свои pecypcы (пища, жизненное пространство) или вмешается какой-либо друге фактор. После того как верхний предел N будет достигнут, плотность некоторое время может оставаться на этом уровне либо резко падать. Это характерно для природных популяций насекомых, водорослей и др.

При логистической (S-образной) кривой роста популяции вначале увеличение численности идет очень медленно, затем быстрее, но потом под влиянием факторов сопротивления среды рост популяции постепенно замедляется. Это замедление, обусловливаемо сопротивлением среды, становится все более выраженным и в конечном итоге достигает определенной величины. Затем начинае поддерживаться более или менее устойчивое равновесие. Такой тип роста может быть выражен уравнением Ферхюльста-Пирла:

где К - константа, обозначающая верхний предел увеличения численности популяции, называемая верхней асимптотой для S-образно кривой.

Характерная форма S-образной кривой обусловлена постепенным усилением действия неблагоприятных факторов по мере увеличения плотности популяции. Такой тип роста отличается от J-образного, при котором популяция начинает испытывать давление среды в конце роста.

В простом, или идеальном, случае усиление действия неблагоприятных факторов в зависимости от плотности популяции является линейным и его можно записать следующим образом:

где r - скорость роста популяции или показатель потенциального роста, N- величина популяции, К- максимально возможная величина популяции; е - основание натуральных логарифмов, а - константа интегрирования, определяющая положение кривой относительно начала координат, t - время.

Это уравнение отличается от экспоненциального тем, что содержит выражения (К - N) / К, (r / K) N 2 или (1 - N) / К. Эти выражения представляют три показателя, характеризующих сопротивление среды, создаваемое вследствие роста популяции, которая по мере приближения к пределу уменьшает скорость потенциальной репродукции. Это уравнение отражает закон: скорость увеличения популяции равна максимально возможной скорости роста популяции, умноженной на степень реализации максимальной скорости.

Следует отметить, что для описания изменений численности популяции существует много математических уравнений, решение которых можно представить графически в виде S-образных кривых. Это справедливо почти для любого уравнения, в котором увеличение отрицательных факторов находится в какой-либо зависимости от плотности популяции.

Для сравнения экспериментальных данных с теоретической кривой следует убедиться в том, что показатели, входящие в уравнение, характеризуют воздействия, регулирующие плотность популяции. Ситуации, когда сопротивление среды возрастает линейно при увеличении плотности, могут иметь место в популяциях с простым жизненным циклом. В более высокоорганизованных популяциях, со сложным биологическим циклом и длительными периодами индивидуального развития, изменения, вероятно, отсрочены во времени.

Стратегии развития популяций. В зависимости от типа кривой роста численности популяции выделяют стратегию развития, определяемую такими свойствами, как скорость размножения, характер передачи энергии от одного поколения другому, колебания численности относительно равновесного значения, или К-уровня, скорость изменения численности, приспособленность вида к конкретной территории, размеры особей, продолжительность их жизни и т.д. (табл. 9).

Таблица 9. Характерные особенности r- и K-видов.

r-виды	К-виды
Размножаются быстро (высокая плодовитость, короткое время генерации), поэтому значение r (врожденная скорость роста популяции) высокое	Размножаются медленно (низкая плодовитость, продолжительное время генерации), поэтому значение r низкое
Скорость размножения не зависит от плотности популяции	Скорость размножения зависит от плотности популяции быстро увеличивается, если плотность падает
Энергия и вещество распределяются между многими потомками	Энергия и вещество концентрируются у немногих потомков, родители заботятся о потомстве
Размеры популяции некоторое время могут превышать К-уровень	Размеры популяции близки к равновесному значению, определяемому К-уровнем
Вид не всегда устойчив на данной территории	Вид устойчив на данной территории
Расселяются широко и в больших количествах, у животных может мигрировать каждое поколение	Расселяются медленно
Размножение идет с относительно большими затратами энергии и вещества	Размножение идет с относительно мапыми затратами энергии и вещества большая часть энергии и вещества расходуется на репродуктивный (вегетативный) рост
Малые размеры особей	Крупные размеры особей, у растений деревянистые стебли и большие корни
Малая продолжительность жизни особи	Большая продолжительность жизни особи
Могут поселяться на открытом грунте	Плохо приспособлены к росту на открытых местах
Местообитания сохраняются недолго	Местообитания устойчивы и сохраняются долго
Слабые конкуренты	Сильные конкуренты
Защитные приспособления развиты сравнительно слабо	Хорошие защитные механизмы
Не становятся доминантами	Могут становиться доминантами
Лучше приспособлены к изменениям окружающей среды (менее специализированные)	Менее устойчивы к изменениям ycловий среды (высокая специализация для жизни в устойчивых местообитаниях)

Для характеристики стратегии популяции используют символы r и К. Быстро размножающиеся виды с высоким значением r называются K-видами. К ним относятся типичные пионерные виды нарушенных местообитаний.

Виды с относительно низким значением г называются к-видами. Скорость их размножения в значительной степени зависит от плотности популяции и близка к равновесному значению, определяемому -уровнем. Эти виды характерны для поздних стадий развития сукцессии.

Следует отметить, что существует ряд промежуточных стратегий. Эти две стратегии популяций представляют два способа решения одной задачи - задачи выживания вида. Виды, относящиеся к г-стратегии, быстрее, чем виды, относящиеся к К-стратегии, заселяют нарушенные местообитания, характерные для ранних сукцессий (обнаженнaя горная порода, лесные вырубки, бывшие карьеры), так как они легче распространяются и быстрее размножаются. Виды с К-стратегией более конкурентоспособны и в конечном итоге вытесняют виды с r-стратегией, которые могут перемещаться в другие нарушенные местообитания. Так как виды с r-стратегией обладают высоким репродукционным потенциалом, то это означает, что, оставшись в каком-либо местообитании, они быстро использовали бы доступные ресурсы и превысили бы поддерживающую емкость среды, что привело бы к гибели популяции. Для видов с r-стратегией характерна J-образная кривая роста с быстрым падением численности популяции.

Численность популяции = Численность в начальный момент времени + (рождающие особи + иммиграция) – (гибнущие особи + эмиграция).

Скорость изменения численности = (рождаемость + скорость иммиграции) – (смертность + скорость эмиграции).

Аналогично, формула для смертности:

1. Скорость изменения численности популяции.

Скорость изменения численности популяции можно определить путем деления величины изменения количества особей на период времени, за который оно произошло.

Средние скорости изменения популяций принято выражать в виде

V = DN / Dt,

где N - размер популяции (или другой показатель), t - время.

Например, предположим, что популяция из 100 представителей в некотором объеме воды за час увеличилась до 150 особей. Тогда DN = 50, Dt = (150 - 100) * 1 = 50 особей в час.

2. Рождаемость - способность популяции к увеличению численности за счет размножения. Различают максимальную и экологическую рождаемость.

· Максимальная, или физиологическая рождаемость - появление теоретически максимально возможного количества новых особей в идеальных условиях, то есть при отсутствии лимитирующих факторов. Этот показатель - постоянная величина для данной популяции.

· Экологическая, или реализуемая, рождаемость обозначает увеличение популяции при фактических, или специфических, условиях среды. Она зависит от состава, размера популяции и фактических условий среды.

Рождаемость обычно выражают:

· в виде скорости, определяемой путем деления числа вновь образовавшихся особей за определенный промежуток времени (dNn / dt ) - абсолютная рождаемость)

· числом новых особей в единицу времени на единицу популяции (специфическая, удельная рождаемость ).

где DN n – прирост численности, N – размер популяции или только части, способной к размножению (число особей в начальный момент времени).

Удельная рождаемость необходима для сравнения популяций с разной численностью.

Рождаемость может быть нулевой или положительной, но никогда - отрицательной.

· Максимальная рождаемость - это теоретический верхний предел, который популяция могла бы достичь в идеальных условиях.

Несмотря на трудности при практическом определении этого показателя, он представляет интерес по следующим причинам.

1. Максимальная рождаемость служит критерием для сопоставления с реальной рождаемостью . Например, показатель рождаемости в популяции птиц 4 птенца в год будет иметь реальный смысл, если известен верхний предел, до которого она могла бы увеличиваться в менее лимитирующих условиях.

2. Так как максимальная рождаемость - величина постоянная для данной популяции, этот показатель можно использовать для математических расчетов и прогнозирования скорости роста популяции.

Максимальная рождаемость как характеристика популяции ценна тем, что с ней, как с константой, можно сравнивать различные наблюдаемые величины рождаемости.

Следует отметить, что понятие "максимальная рождаемость" относится к популяции, а не к изолированным особям.

За меру рождаемости следует принимать среднюю, а не индивидуальную наибольшую или наименьшую репродукционную способность.

Наиболее корректно определение максимальной рождаемости не только при отсутствии лимитирующих физических факторов, но и при оптимальных размерах популяции.

При сравнении рождаемости в популяциях разных видов возникают трудности, связанные с несопоставимостью жизненных циклов.

Поэтому при изучении рождаемости необходимо учитывать цикл развития организмов, особенно когда сравниваются различные популяции. В этом случае необходимо быть уверенным, что сравнение вообще возможно.

3. Смертность.

Этот показатель характеризует гибель особей популяций за определенный период времени. Так же, как и в случае с рождаемостью, смертность можно выразить числом особей, погибших за определенный период.

Различают:

· специфическую смертность - число смертей по отношению к числу особей, составляющих популяцию.

· экологическую или реализуемую, смертность - гибель особей в конкретных условиях среды (величина непостоянная, изменяется в зависимости от состояния природной среды и состояния популяции).

Смертность выражают числом особей, погибших за определенное время, выраженным в процентах от начальной численности популяции.

Как и в случае с рождаемостью, необходимо принять минимальную смертность за теоретическую константу.

Существует некая минимальная величина, характеризующая гибель особей в идеальных условиях, когда на популяцию не воздействуют лимитирующие факторы. В этих условиях максимальная продолжительность жизни особей равна их физиологической жизни, которая в среднем выше экологической продолжительности жизни.

Даже в идеальных условиях в любой популяции происходит смерть от старости, то есть имеет место какая-то минимальная смертность, определяемая физиологической продолжительностью жизни особей.

В природе средняя продолжительность жизни особей намного меньше, чем потенциальная, и фактическая величина смертности выше минимальной.

Смертность, как и рождаемость, особенно у высших организмов, сильно варьируется с возрастом, поэтому при изучении смертности организмов популяцию целесообразно разделить на возрастные группы.

таблицы выживания

Целостное представление о смертности в популяциях дают таблицы выживания (один из методов статистического анализа популяций), в которых приводится возрастная структура по продолжительности жизни особей.

Различают следующие типы таблиц выживания:

1. Когортные (динамические). Прослеживается история существования только одной когорты особей (от момента появления до гибели всех ее особей). При этом когортой мы называем группу особей родившихся в течение определенного промежутка времени. Часто применяется для изучения популяций однолетних организмов (насекомых).

2. Статические таблицы выживания. Вместо наблюдения за отдельной когортой ведут наблюдение за возрастной группой. При этом расчитывается смертность во всех возрастных группах.

Сложность построения таких таблиц заключается в невозможности реконструкции численности особей разных возрастных групп, с момента их рождения.

Они могут содержать следующие графы:

· возраст (временные промежутки, стадии развития (для личинок));

· число особей доживших до начала возрастного интервала, n x ;

· доля особей доживших до возраста x , l x , ;

· число особей, погибших в каждом возрастном интервале (x) – (x+1), d x ;

· смертность в течение интервала x, q x ;

n x+1 =n x – d x

n 0 – число особей начального возраста.

Таблица выживания усоногого ракообразного Balanus grandula (по Connell, 1970)

Таблица выживания популяции рисового долгоносика

Середина возрастного интервала, недели	Удельное выживание, L x	Удельная рождаемость, число потомков на 1-у самку возраста Х, m x L x *m x
4,5	0,87	20,0	17,4
5,5	0,83	23,0	19,0
6,5	0,81	15,0	12,1
7,5	0,80	12,5	10,0
8,5	0,79	14,0	9,8
9,5	0,77	12,5	9,2
			R 0 =77,5

Зная показатели удельной рождаемости (m x) по таблице выживания можно определить

· чистую скорость размножения (воспроизводства), что составляет число потомков на каждую самку для всей популяции.

(в данном примере = 77,5 особей)

В стабильных условиях в природе величина R приблизительно = 1.

Если построить график зависимости l x от Х, то получим

· кривую выживания (по числу доживших до данного возраста организмов популяции).

Выделяют три типа кривых выживания:

· сильновыпуклые кривые (I) - характерны для видов организмов в популяциях, смертность которых почти до конца жизненного цикла остается низкой. Такой тип кривых выживания характерен для многих видов крупных животных, в том числе и для человека;

· сильновогнутые кривые (IV) - характерны для видов организмов в популяциях, смертность которых чрезвычайно высока на ранних стадиях развития, а в дальнейшем становится величиной постоянной, но достаточно высокой. Например, 1-й личиночный возраст у насекомых, при этом особи погибают в больших количествах, а гибель в последующих возрастных группах снижается.

· кривые промежуточного типа (II-III) относятся к тем видам, у которых смертность для каждой возрастной группы - величина постоянная.

4. Типы кривых роста популяции

Экспоненциальная модель

Каждый вид стремится размножаться бесконечно (если его не сдерживают факторы среды).

Если среда не оказывает ограничивающего влияния, то специфическая скорость роста популяции для данных микроклиматических условий постоянна и максимальна.

В таких благоприятных условиях скорость роста характерна для некоторой возрастной структуры популяции и служит единственным показателем наследственно обусловленной способности популяции к росту.

N 0	Количество особей в начальный момент времени
∆N	Изменение числа организмов
∆N / ∆t	Скорость роста (средняя скорость изменения числа организмов за определенное время)	25 / год
∆N / (N 0 ∆t)	Удельная скорость роста (в расчете на одну особь). При умножении на 100 получаем скорость роста в %.	25 / (50*1)=0.5 (или 50% в год)
r= dN / (Ndt)	Многновенная теоретическая скорость роста	0.5
dN / dt =rN	В данном уравнении подчеркивается, что скорость роста численности пропорциональна самой численности, а (r) - коэффициент пропорциональ-ности = 0,5 (в нашем случае)
dN/N=rdt	Интегрирование

N t =N 0 e rt	N 0 – численность в начальный момент времени N t – численность в момент времени t e = 2,7182 (Основание натуральных логарифмов)
lnN t =lnN 0 +rt	При логарифмировании
	Из уравнения ln n t = t - ln(N 0) можно вычислить скорость роста популяции в начальный момент времени или в любой момент вермени, если вместо t подставить (t1-t2), а вместо N и N0 – (N1 и N2). r = const

Показатель r - фактическая разность между специфической мгновенной скоростью рождений (b) и специфической мгновенной скоростью гибели организмов (d). Она может быть выражена в виде:

r = b - d.

Экспоненциальный закон роста численности популяций был впервые установлен Мальтусом. Экспоненциальный рост характерен:

1) в эксперименте;

2) при заселении новых местообитаний;

3) для интродуцированных видов в благоприятных условиях.

Уравнение J-образной кривой то же, что и при определении скорости роста. Разница состоит в том, что величина N имеет предел. Это означает, что относительно неограниченный рост внезапно останавливается, когда популяция исчерпает свои pecypcы (пища, жизненное пространство) или вмешается какой-либо друге фактор. После того как верхний предел N будет достигнут, плотность некоторое время может оставаться на этом уровне либо резко падать. Это характерно для природных популяций насекомых, водорослей и др.

· При определении стационарного и стабильного распределения возрастов специфическую скорость роста называют показателем потенциального роста популяции (r max).

· Часто этот показатель называют биотическим, или репроду ктивным, потенциалом (термин введен Р. Чепменом в 1928 г.).

· Разность между биотическим потенциалом и фактической скоростью роста считают мерой сопротивления среды, которая характеризует сумму всех лимитирующих факторов, препятствующих реализации биотического потенциала.

Предположим, что популяция растет экспоненциально в течение времени равного длительности одного поколения (T). Тогда согласно уравнению кривой роста популяции мы получим:

N T =N 0 e rT

Отсюда следует, что N T /N 0 =e rT

Однако, N T /N 0 , не что иное как отношение численности особей в двух следующих друг за другом поколениях, то есть R 0 (смотри выше).

Таким образом, R 0 = e rT . Из данного уравнения мы можем получить величину (r), как специфическую скорость роста популяции:

r = ln R 0 / T

T – длительность поколения, которая определяется как промежуток между последовательными сменами генераций (от яйца до яйца).

логистическая функция:

· Смысл этой функции состоит в том, что через некоторое время рост численности замедляется. Она имеет вид S-образной кривой. Впервые была предложена как модель роста населения бельгийским исследователем Фэрхюльстом в 1938 г.

· В основе данной модели лежит предположение о линейном снижении скорости роста при увеличении численности. При этом скорость роста становится равной 0 при достижении некоторой максимальной численности.

Когда численность стабилизируется вдоль емкости среды k происходят колебания, определяющиеся биологическими свойствами организма (продолжительность жизни организма, которая в целом пропорциональна его размеру, хотя есть много исключений).

Это замедление, обусловливаемо сопротивлением среды, становится все более выраженным и в конечном итоге достигает определенной величины. Затем начинае поддерживаться более или менее устойчивое равновесие. Такой тип роста может быть выражен уравнением Ферхюльста-Пирла:

Это уравнение отличается от экспоненциального тем, что содержит выражения (К - N) / К.

Это выражение представляет показатель, характеризующий сопротивление среды, создаваемое вследствие роста популяции, которая по мере приближения к пределу уменьшает скорость потенциальной репродукции.

Это уравнение отражает закон:скорость увеличения популяции равна максимально возможной скорости роста популяции, умноженной на степень реализации максимальной скорости.

Характерная форма S-образной кривой обусловлена постепенным усилением действия неблагоприятных факторов по мере увеличения плотности популяции.

r - скорость роста популяции или показатель потенциального роста,

N - величина популяции,

К - максимально возможная величина популяции;

е - основание натуральных логарифмов,

а - константа интегрирования, определяющая положение кривой относительно начала координат,

t - время.

Величина К называется предельной допустимой нагрузкой на среду, или емкостью среды для данной популяции.

5. Кривые роста популяций. Представление о емкости местообитания.

В зависимости от характера роста численности популяций выделяют различные типы их роста. По форме кривых, построенных на арифметической шкале, можно выделить два основных типа роста, описываемых J-образной и S-образной кривыми. Эти два типа кривых могут модифицироваться различным образом (рис. 1).

Рис. 1. Кривые роста численности популяции (по Ю. Одуму, 1875)

А - J-образная, В - S-образная форма кривой роста численности популяции.

A 0 - вначале наблюдается неограниченный рост численности популяции;

А 1 - вначале наблюдается неограниченный рост численности, затем он прекращается и при благоприятных условиях вновь возобновляется, достигая прежней величины;

А 2 - наблюдается нелимитированный рост численности, затем он внезапно прекращается и дальше наблюдаются колебания на более низком уровне;

В 0 - происходит рост численности популяции по S-образной кривой, достигая К-уровня;

В 1 - вначале наблюдается медленный рост численности, затем скорость возрастает и достигает К-уровня;

В 2 - при достижении К-уровня наблюдаются небольшие отклонена от него;

В 3 - наблюдаются значительные отклонения от К-уровня.

Для сравнения экспериментальных данных с теоретической кривой следует убедиться в том, что показатели, входящие в уравнение, характеризуют воздействия, регулирующие плотность популяции.
Ситуации, когда сопротивление среды возрастает линейно при увеличении плотности, могут иметь место в популяциях с простым жизненным циклом.
В более высокоорганизованных популяциях, со сложным биологическим циклом и длительными периодами индивидуального развития, изменения, вероятно, отсрочены во времени.

Рост популяции

Рост популяции - изменение численности ее особей от момента размножения и вселения особей в биоценоз. Определяется как прирост численности в единицу времени (см. индекс роста популяции). Рост популяции может быть выражен J-образной (экспоненциальной) или S-образной (логистической) кривыми роста. В первом случае кривую отражает уравнение dN/dt=rN (с определенным пределом для N), во втором -dN/dt=rN(k-N)/k, где N - численность популяции; dN и dt - изменение численности и времени; r - потенциальный рост, а k - предел роста (рис. 28). Практически кривые имеют массу вариантов, принимающих характер флюктуации.

Экологический словарь. - Алма-Ата: «Наука» . Б.А. Быков . 1983 .

Рождаемость
Рудеральные организмы

Смотреть что такое "Рост популяции" в других словарях:

Или длина тела человека расстояние от верхушечной точки головы до плоскости стоп. В антропологии рост является одним из общих антропометрических признаков. Входит в список показателей физического развития человека. На рост человека, в числе … Википедия

РОСТ ЗАТУХАЮЩИЙ - замедляющийся (до полного прекращения) рост популяции (при достижении предела асимптоты верхней), после чего устанавливается колебательное равновесие. Затухающий рост описывается логистической кривой, имеющей S образную форму. Замедление… … Экологический словарь

Увеличение массы и линейных размеров индивидуума (особи) и его отд. органов, происходящее за счёт увеличения числа и массы клеток, а также неклеточных образований в результате преобладания процессов анаболизма над процессами катаболизма. У… … Биологический энциклопедический словарь

Рост. В микробиологии понятие Р. используют в 2 случаях: 1) Р. клеток процесс увеличения биомассы (размеров, объема, массы) организма или его частей в ходе индивидуального развития, обусловленный синтезом новых веществ. Характерен для всех групп… … Словарь микробиологии

РОСТ - означает увеличение размеров развивающегося организма. В типичных случаях Р. связан с увеличением массы, однако не всякое увеличение массы организма мы, обозначаем как Р. (напр. отложение жира, накопление половых продуктов у некоторых животных,… … Большая медицинская энциклопедия

Увеличение массы индивидуума (особи), происходящее за счёт увеличения числа клеток, массы клеток и неклеточных образований. Р. живой системы происходит в результате преобладания Анаболизма над Катаболизмом. У животных в процессе… … Большая советская энциклопедия

СТАЦИОНАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОПУЛЯЦИИ - фаза роста популяции, при которой рождаемость равняется смертности и плотность популяции сохраняется на постоянном уровне. Стационарное состояние популяции достигается при переходе отрицательного ускорения роста популяции в верхнюю асимптоту,… … Экологический словарь

Плотность популяции, число особей (животных, растений, микроорганизмов) в расчёте на единицу объёма (воды, воздуха или почвы) или поверхности (почвы или дна водоёма). Плотность популяции важный экологический показатель пространственного… … Википедия

Плотность популяции число особей (животных, растений, микроорганизмов) в расчете на единицу объема (воды, воздуха или почвы) или поверхности (почвы или дна водоема). Плотность популяции важный экологический показатель… … Википедия

Книги

Активное долголетие , Герман Клименко. «Активное долголетие» – тематический альманах Радио «Медиаметрикс». Увеличение продолжительности жизни, рост численности пожилых людей в общей популяции населения, рост доли нетрудоспособного…

Это интересно: