WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаЕкологія, Природокористування → Популяція та її основні характеристики - Реферат

Популяція та її основні характеристики - Реферат

видів комах, риб, дрібних птахів і ссавців мають дуже змінну чисельність.
Одним з основних завдань екології є передбачення змін стану популяцій, підрахунки їх чисельності у майбутньому. Саме цим займається підрозділ "Динаміка популяцій".
Та це не лише підрахунки, а й експерименти.
Якщо взяти одну парамецію (один з видів інфузорій) і дати їй можливість розмножуватися в колбі з теплою рідиною, де є достатньо їжі, то через 6 годин вона поділиться навпіл. Ще через 6 годин у колбі буде вже чотири інфузорії. Неважко підрахувати, що через три доби за незмінності темпу поділу і відсутності в колбі споживачів інфузорій їх у цьому штучномураю буде вже 4096. Математично кількість парамецій N у певний момент t з часу поміщення їх у колбу можна обчислити за формулою
N(t)=2t/T,
де Т - інтервал 6 год, t"T.
Продовжуючи розмножуватися в такому самому темпі, парамеції спочатку заповнили б і розірвали колбу, а потім досить швидко вкрили б товстим шаром всю поверхню Землі.
Насправді розмноження парамецій припиниться у момент, коли вичерпаються запаси їжі у колбі (або темп споживання ресурсів зрівняється з їх появою у ній). Надалі чисельність популяції залишатиметься сталою і дорівнюватиме максимальному значенню N.
Подібний експеримент (але в дуже великих масштабах) люди здійснювали, завозячи на острови і навіть на континенти нові види тварин чи рослин. Наприклад, з 1835 по 1880 р. поголів'я овець в Австралії зусиллями людей збільшувалося дуже швидко. З моменту вичерпання придатних для овець пасовищ їх поголів'я стабілізувалося, а невеликі коливання з амплітудою приблизно 1 млн були спричинені погодними умовами.
Паралельно аналогічний процес відбувався сам собою з кроликами, так само завезеними до Австралії з Європи. Коли вони стали конкурувати з вівцями за траву, австралійські фермери розпочали мало не столітню війну з довговухими. Хоч були застосовані всі засоби "масового знищення", окрім ядерної зброї і військових кораблів, люди програли цю боротьбу, бо так і не ліквідували всіх кролів у зеленій частині континенту. Вони змушені були побудувати найдовший у світі паркан, віддавши на поталу кролям західну ("сухішу") частину Австралії.
Теорія динаміки популяцій оперує більш-менш складними диференціальними рівняннями. У найпростішому варіанті, коли нехтують еміграцією та імміграцією, враховують лише коефіцієнти народжуваності а і смертності (3. Чисельність популяції залишається стабільною, коли вони однакові.
Графіку функції для випадку збільшення популяції відповідають ділянки зростання популяції (рис.). Вона правильно описує розростання популяції за сприятливих умов. Проте, як було зазначено, збільшення чисельності популяції обов'язково буде зупинено вичерпанням ресурсів. Процес цього гальмування надзвичайно важливий для нас усіх, бо, можливо, стосується не тільки кроликів в Австралії чи молюсків у Чорному морі, а й усього людства.
Рис. Типи динаміки змін чисельності популяцій після збільшення ресурсів живлення:1 - поширений, з колапсом і ризиком цілковитої загибелі; 2 - "захищений", з плавним виходом на нову рівноважну чисельність без колапсу
Основний закон розвитку популяції:
зростання => колапс => стабілізація
Припустимо, що біологічний вид існував тривалий час за умови рівності коефіцієнтів народжуваності і смертності, а також стабільної чисельності яка відповідала ресурсним можливостям EQ зайнятої ним території.
Нехай у певний момент ситуація раптово змінилася на краще і ресурсні можливості зросли у Z разів. Така ситуація, наприклад, сталася з частиною людства приблизно 10 тисячоліть тому в момент винайдення землеробства. На тій території долини ріки, де полювання годувало одного мисливця, зернові давали достатньо їжі для 15-20
землеробів (Z = 15-20). Щодо тварин подібна ситуація виникає під час швидкого переходу від посухи до вологого періоду, внаслідок проникнення виду на вільні території (утворення перешийка між континентами чи островами) або з інших причин.
Завдяки поліпшенню умов харчування або зменшиться смертність, або істотно підвищиться народжуваність (не виключено, що обидва процеси відбудуться одночасно). Рівність а = (3 порушиться, виникне співвідношення а > (З. Чисельність популяції почне збільшуватися за законом експоненціального зростання (3.3).
Поступово, як показує ділянка кривої зростання на рис. 9, вона наблизиться до чисельності N = Z NQ, яка відповідає рівновазі популяції з новими, збільшеними у Z разів ресурсними можливостями середовища проживання. Отут популяції варто було б зупинити приріст, бо подальше його продовження руйнуватиме довкілля і завдасть шкоди самій популяції. Невелика частина видів (наприклад, звичні для нас соловейки та інші птахи завдяки певним захисним механізмам постійно перебувають у рівновазі з ресурсними можливостями, тому в цьому разі вони повільно збільшуватимуть свою чисельність до нового рівноважного значення Z N0.
Проте переважна більшість біологічних видів не має внутрішніх індикаторів, які своєчасно попереджали б їх про наближення до межі можливого, до вичерпання засобів живлення. За інерцією розмноження триватиме у попередньому ритмі, бо їжа ще є і представників молодих поколінь у віці відтворення багато. Кількість особин у популяції і далі стрімко збільшуватиметься.
Максимальна чисельність популяції Лmах, як правило, набагато перевищує рівноважну (Nz = ZN^), яку може забезпечити середовище проживання. У момент досягнення чисельності Лmах виявляється, що їжі немає, довкілля зруйноване так, що тимчасово не може забезпечити навіть рівня ZN0. Це означає, що вся популяція постає перед проблемою голоду, посиленою хворобами.
Явище різкого зменшення чисельності популяції після її тимчасового надмірного розвитку називається колапсом. Йому відповідає ділянка занепаду популяції на рис. 9, яка теж описується функцією (3.3), але в умовах нерівності а < (3.
У точці мінімуму чисельності популяція "залишає у спокої" середовище проживання, яке дістає певний час на відновлення своїх попередніх властивостей.
Як тільки це станеться, розпочнеться новий цикл експоненціального розмноження популяції, але вже у менш сприятливих умовах, аніж спочатку (бо середовище так і не встигає повністю відновитися).
Все повторюється ще раз, але другий максимум чисельності вже не такий великий,
Loading...

 
 

Цікаве