Общая экология Раздел: Факториальная экология Тема: Основы демэкологии

Общая экология Раздел: Факториальная экология Тема: Основы демэкологии (экологии популяций) к. п. н, доцент кафедры социальной экологии и природопользования Гапоненко А. В. Москва, 2011 г. РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ ОХРАНЫ ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ КАФЕДРА СОЦИАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Вид и его экологическая характеристика Вид — — элементарная структурная единица в системе живых организмов, совокупность особей, обладающих сходством внутреннего и внешнего строения, биохимических и физиологических функций, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни, обладающих определенным типом взаимоотношений с абиотической (косной) и биотической средой и занимающих в природе определенную область — ареал. Критерии вида: морфологический физиологический цитогенетический географический экологический

Популяция — форма существования вида Популяция — это минимальная самовоспроизводящаяся совокупность особей одного вида, длительно существующая на определенной территории (ареале), отделенная от других популяций той или иной формой изоляции, образующая генетическую систему и формирующая собственную экологическую нишу Популяция — — элементарная микроэволюционная структура Генетическая цель популяции – – оставление жизнестойкого потомства при максимальном использовании ограниченных ресурсов среды Основное экологическое свойство популяции — способность к беспрерывному изменению, движению, динамике

Показатели популяций Статические : : плотность численность Динамические (эмерджентные) : : рождаемость смертность возрастной состав характер распределения в пределах территории темп роста

Численность популяции Численность — — это общее число особей на выделяемой территории или в данном объеме Правило максимума размера колебаний численности (плотности) популяционного населения ( Ю Одум). Существуют определенные верхние и нижние пределы для размеров численности (плотности) популяции, которые соблюдаются в природе или которые теоретически могли бы существовать в течение сколь угодно длительного отрезка времени в условиях стабильности среды обитания Теория биоценотической регуляции численности популяции ( К. Фридерихс) Регулирование численности популяции есть результат комплекса воздействий абиотической и биотической среды в местообитании вида. Правило максимальной рождаемости (воспроизводства) В популяции имеется тенденция к образованию теоретически максимально возможного количества новых особей.

Плотность популяции Плотность популяции — число особей, приходящихся на единицу площади или объема, занимаемого популяцией пространства.

Рождаемость (плодовитость) популяции Рождаемость (плодовитость) — — это число новых особей, появившихся популяции в результате размножения за единицу времени. Биотический потенциал — скорость, с которой при беспрерывном размножении (возможном только теоретически при идеальных экологических условиях существования) особи одного вида могут покрыть земной шар ровным слоем Рождаемость определяется следующими факторами: биологическим положением вида; скоростью полового созревания, числом генераций в году, соотношением в популяции самцов и самок. обеспеченностью пищей, возможностью выкормить потомство, влиянием природных условий.

Смертность популяции Смертность — — показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени. Прирост популяции Прирост — — это разница между рождаемостью и смертностью. Темп роста популяции Темп роста — — это средний прирост популяции за единицу времени.

Структура популяций Структура популяции — соотношение групп особей по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям Возрастная структура популяции Возрастные экологические группы:

Половая структура популяции Гистограмма распределения индивидуумов по возрастам в соответствии с полом для гипотетической популяции, имеющей высокую рождаемость и высокую смертность в ранних возрастных группах. Число индивидуумов. Возраст, лет 40 30 20 10 10 20 30 4015 — 19 10 – 14 5 – 9 0 —

Пространственная структура популяций Основные типы распределения особей популяции по территории (по Ю. Одуму) случайное равномерное (диффузное) неравномерное (мозаичное) В зависимости от размеров занимаемой территории выделяют популяции: • элементарные, • географические, • экологические.

Этологическая (поведенческая) структура популяции отражает разнообразные формы совместного существования особей Формы образа жизни одиночный семейный : : Стая – временное объединение животных, проявляющих биологически полезную организацию действий. Стадо – длительное или постоянное объединение животных, в котором осуществляются все основные жизненные функции: добывание корма, защита от хищников, миграция, размножение, воспитание молодняка. Колония – групповое поселение оседлых животных на длительное время или на период размножения.

Динамика популяций – это процессы изменения ее основных биологических показателей (численности, биомассы, структуры) во времени в зависимости от экологических факторов. В идеальной системе (при отсутствии внешних воздействий) скорость роста популяции будет определяться величиной биотического потенциала. r. Nd d. Nr. N d d. N Эта динамика описывается дифференциальным уравнением А. Лотки : r. N d d. N где N – число особей в популяции, t – время, r – биотический потенциал, d – дифференциал Если r > 0, то кривая роста популяции принимает J — образный вид – экспоненциальная кривая.

Динамика популяций Пределы, регулирующие рост популяции называют емкостью среды. Модель динамики численности популяции при ограниченных (лимитирующих) ресурсах (Р. Пирл и А. Ферхюльст): К NК r d d. N где К – емкость среды, N – число особей в популяции, t – время, r – биотический потенциал, d – дифференциал. Графически динамику роста популяции при ограниченных ресурсах отражает логистическая кривая S.

Кривые роста популяции Типы кривых роста численности популяции (модель роста популяции)

Динамика популяций Популяции бывают: стабильные растущие Сокращающиеся Правило пищевой корреляции (Уинни-Эдвардс) В ходе эволюции сохраняются только те популяции, скорость размножения которых скоррелирована с количеством пищевых ресурсов среды их обитания. Принцип В. Олли Агрегация (скопление) особей, как правило, усиливает конкуренцию между ними за пищевые ресурсы и жизненное пространство, но приводит к повышению способности группы в целом к выживанию.

Колебания численности особей популяции В 1928 г. Н. В. Тимофеев – Ресовский для обозначения колебаний численности особей популяции ввел понятие « « популяционные волны » или «волны жизни»