16 Март 2011

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ «ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ»




Упрощенно в популяции можно выделить три экологические возрастные группы: пререпродуктивную, репродуктивную и пострепродуктивную. Длительность этих возрастов по отношению к общей продолжительности жизни сильно варьирует у разных организмов. У современного человека три эти возрастные периоды приблизительно одинаковы, на каждый из них приходится около трети жизни. У первобытных людей пострепродуктивный период был намного короче. Для многих животных и растений характерен очень длительный пререпродуктивный период. У некоторых животных, в особенности у насекомых, пререпродуктивный период чрезвычайно длителен, репродуктивный период очень короткий, а пострепродуктивный период отсутствует совсем.
4.1.4. Пространственная структура популяции
Распределение особей в популяции может быть: 1) случайным, 2) равномерным (более регулярным, чем при случайном распределении) и 3) групповым (нерегулярным и неслучайным). Случайное распределение наблюдается тогда, когда среда очень однородна, а организмы не стремятся объединиться в группы. Равномерное распределение встречается там, где между особями очень сильна конкуренция или существует антагонизм, способствующий равномерному распределению в пространстве. Чаше всего наблюдается образование различного рода скоплений. Однако если особи в популяции обладают тенденцией образовывать группы определенной величины, то распределение самих групп может оказаться более близким к случайному или даже равномерному.
Агрегация особей в группы может происходить по следующим причинам:
7) вследствие локальных различий в местообитаниях;
8) под влиянием суточных и сезонных изменений погодных условий;
9) в связи с процессами размножения;
10) в результате социального привлечения (у высших животных).
Агрегация может усиливать конкуренцию между особями за компоненты минерального питания, пищу или пространство, но это часто более чем уравновешивается повышением жизнеспособности группы, поскольку группа обладает большими возможностями для своей защиты, обнаружения ресурсов или изменения микроклимата.
Степень агрегации, так же как общая плотность, при которой наблюдается оптимальный рост и выживание популяции, варьирует у разных видов и в разных условиях; поэтому как «недонаселенность» (отсутствие агрегации), так и перенаселенность могут оказывать лимитирующее влияние. Это и есть так назы-ваемый принцип Олли.
Особый тип агрегации был назван «образованием безопасных поселений». В этом случае обширные, социально организованные группы животных обосновываются в благоприятном центрально расположенном участке, откуда они регулярно расходятся для удовлетворения потребностей в пищевой или других видах энергии и куда возвращаются. Некоторые из наиболее успешно адаптирующихся животных на земле, в том числе скворцы и человек, используют эту стратегию.
4.1.5. Закономерности динамики популяций. Описание популяций на уровне полного внуприпопуляционного агрегирования
Численность живых организмов, населяющих ту или иную экосистему, не бывает постоянной, а всегда колеблется в более или менее широких пределах. Эти колебания имеют очень важное значение для человека, поскольку многие животные и растения служат объектами его хозяйственной деятельности или причиной какого-либо ущерба. Поэтому знание закономерностей динамики численности популяций необходимо для прогнозирования возможных нежела-тельных явлений и внесения в случае необходимости корректив в эту динамику с целью управления ею.
Динамику изменения популяции принято характеризовать скоростью изменения численности популяции. Для любой i-ой популяции в экосистеме ее численность xi подчиняется следующему дифференциальному уравнению:
,
где Bi — скорость размножения в i-ой популяции,
Di — скорость смерти в i-ой популяции,
Ii — скорость иммиграции для i-ой популяции,
Ei — скорость эмиграции для i-ой популяции.
Таким образом, изменение плотность xi происходит в результате взаимодей-ствия четырех процессов: размножения, гибели, иммиграции и эмиграции. Поскольку протекание каждого из этих процессов может зависеть как от плотности численности самой данной популяции xi, так и от остальных абиотических — биотических факторов экологического пространства, то указанные скорости этих процессов являются функциями, заданными на рассматриваемом экологическом пространстве:
Bi = Bi(v1,…,vm, x1,…,xn)
Di = Di(v1,…,vm, x1,…,xn)
Ii = Ii(v1,…,vm, x1,…,xn)
Ei = Ei(v1,…,vm, x1,…,xn),
где v1,…,vm — экологические факторы среды, а x1,…,xn — численности популяций в экосистеме.
Поскольку решать представленное дифференциальное уравнение в общем виде сложно, то будем рассматривать относительно изолированные в биотическом отношении экосистемы, для которых скоростями иммиграции Ii и эмиграции Еi можно пренебречь и представить уравнение динамики плотности популяции в более простом виде: