Владимир Иванов - Основы экологии

Существуют следующие типы пространственного распределения.

1. Равномерное (регулярное) распределениенаблюдается при сильной конкуренции особей, когда вероятность нахождения одной особи рядом с другой крайне мала. В природе встречается очень редко.

Например, у деревьев; у животных, которым свойственна территориальность и они «метят» свою территорию; у хищных рыб, пластинчатожаберных моллюсков.

2. Случайное распределение– когда организмы расселяются в однородной среде. В этом случае сила и направление воздействия абиотических и биотических факторов случайно изменяются во времени и пространстве. Встречается не очень часто. Характерно для пауков, обитающих в лесной подстилке, майских жуков, тлей.

3. Групповое или пятнистое (конгрегационное) распределение– наиболее распространенный тип, характерный и для водных, и для наземных экосистем. Оно обусловлено прежде всего неоднородностью экологических условий среды. Например, косяки рыб, стаи водоплавающих птиц при перелетах.

Групповое размещение обеспечивает более высокую устойчивость по отношению к неблагоприятным условиям популяции, чем отдельной особи. Многие животные, ведущие подвижный образ жизни, расселяются активно. Это приводит к интенсивному смешению популяций и стирает границы между ними. Например, очень подвижные песцы, некоторые птицы и животные имеют огромные ареалы без резких границ между популяциями.

У малоподвижных и пассивно перемещающихся организмов, наоборот, популяции четко разграничены даже на небольшой территории. Например, популяции многих земноводных, наземных моллюсков. Размеры ареала популяции зависят от величины ее особей. Мелкие особи занимают сравнительно небольшие ареалы, а крупные особи живут на обширных территориях.

Однако это правило имеет много исключений. Известно, например, что территория, занимаемая популяцией прыткой ящерицы, может колебаться от 0,1 га до нескольких гектаров.

Знание типа пространственного распределения особей важно при оценке плотности популяции методом выборки.

Б. Численность популяции– это общее количество особей на данной территории или в данном объеме.

Численность никогда не бывает постоянной и зависит от соотношения интенсивности размножения, смертности, миграции. В процессе размножения происходит рост популяции, смертность же приводит к сокращению ее численности.

Изменение числа особей в популяции во времени называется динамикой численности.

Изучение динамики численности популяций имеет большое значение для предсказания вспышек численности вредителей или промысловых животных.

В природных условиях изменение численности популяции носит колебательный характер. У некоторых популяций колебания численности носят правильный циклический характер.

Например, циклы у саранчи. Сведения о нашествии странствующей саранчи в Евразии дошли до нас еще с глубокой древности. Саранча живет в пустынях и маловодных районах. На протяжении многих лет она не совершает миграций, не пожирает посевов, не привлекает к себе внимания. Но со временем плотность популяций саранчи достигает огромных размеров и ряд насекомых за счет гормональных изменений претерпевает метаморфоз. У них начинают развиваться длинные крылья, они перелетают в сельскохозяйственные районы, съедая все на своем пути. Вероятной причиной таких изменений является нестабильность факторов среды.

Иногда колебания численности вызваны внутренними факторами. Например, у ряда млекопитающих из-за перенаселенности происходят резкие изменения физиологического состояния на нейрогуморальном уровне. Меняется их поведение, снижается устойчивость к заболеваниям и другим видам стресса. Повышается смертность и снижается плотность популяции. Например, зайцы-беляки в периоды пика численности внезапно погибают от «шоковой болезни».

Таким образом, факторы, влияющие на численность популяции, можно разделить на:

1) не зависящие от ее плотности (абиотические факторы);

2) зависящие от ее плотности (биотические факторы – конкуренция, хищничество, обеспеченность пищей, распространение инфекций и т. д.).

Множество механизмов регуляции численности популяции в природных условиях способствует тому, что в природных популяциях редко наблюдается катастрофический рост численности, подрыв ресурсов и гибель популяции.

Способность популяции поддерживать оптимальную в данных условиях численность называется гомеостазом популяции.

В связи с трудностью определения общей численности популяции на практике определяют ее плотность.

В. Плотность популяции– это среднее число особей на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства.

Оптимальная плотность – это такой уровень плотности, при котором совмещается рациональное использование территории и осуществление внутрипопуляционных функций. Поддержание оптимальной плотности – сложный процесс биологического регулирования, основанный на принципе обратной связи.

Примерами плотности популяции могут быть 5 млн особей хлореллы на 1 м 3воды, 550 деревьев сосны обыкновенной на 1 га леса.

При возрастании численности плотность популяции не увеличивается только тогда, когда возможно ее расселение, т. е. расширение ее ареала. Расселение продолжается до тех пор, пока популяция не встретится с какой-либо преградой.

II. Временные (динамические) характеристики популяции: рождаемость, смертность, скорость роста и кривая роста.

Данные показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции за некоторый промежуток времени ( Δ t).

А. Рождаемость– число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения.

Показатель рождаемости – это число новых особей (также яиц, семян), родившихся (вылупившихся, отложенных) в популяции за определенный промежуток времени.

К факторам, влияющим на рождаемость, можно отнести:

а) количество организмов, способных в данный период времени к размножению, которое определяется половой и возрастной характеристиками популяции;

б) соотношение периода размножения к величине популяции;

в) состояние физических условий среды;

г) плотность популяции;

д) плодовитость особей.

Плодовитость особей – это эволюционно сложившаяся способность животных приносить свойственный каждому виду приплод, компенсирующий в нормальных условиях естественную смертность.

Плодовитость зависит от возраста, сезона года, степени обеспеченности животных пищей, заботы о потомстве, вскармливания детенышей, обеспеченности яиц желтком в цитоплазме, условий окружающей среды.