Динамика численности популяции

Популяция — это совокупность особей одного вида, дли­тельно существующая на определенной территории (ареале) и отделенная от других популяций той или иной формой изоляции. Популяция является элементарной структурой вида, в форме которой вид существует в природе.

Популяция является элементарной эволюционной струк­турой. Под действием факторов окружающей среды в попу­ляции постоянно происходят наследственные изменения (мутации). Поскольку мутации передаются потомству, в ре­зультате скрещивания они распространяются в популяции и насыщают ее, популяция становится неоднородной. В ре­зультате действия факторов эволюции выживают и остав­ляют потомство те особи, которые приобрели наследствен­ные изменения, полезные в данных условиях среды. Так формируется экологический критерий популяции и вида в целом.

Основными характеристиками популяции являются: плот­ность, численность, рождаемость, смертность, возрастной состав, характер распределения в пределах территории и темп роста.

Численность — это общее число особей на выделяемой территории. Численность или число особей в популяции различно у разных видов и в значительной мере зависит от стабильности экологической ситуации. Численность не мо­жет быть ниже определенных пределов, сокращение чис­ленности за эти пределы может привести к вымиранию по­пуляции. При половом размножении обмен генами превра­щает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Если перекрестное оплодотворение отсутствует и преобладает вегетативное размножение, генетические связи слабее и популяция представляет собой систему клонов или чистых линий, совместно использующих среду. Такие попу­ляции объединены в основном экологическими связями.

Во всех случаях в популяциях действуют законы, позво­ляющие использовать даже ограниченные ресурсы среды для оставления потомства. Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою числен­ность.

Поддержание численности, оптимальной в данных усло­виях, называется гомеостазом популяции. Гомеостатические возможности популяций различны и осуществляются они через взаимоотношения особей между собой и с окру­жающей средой.

Продуктивность сообществ

Биологическая продуктивность — это скорость образо­вания биомассы. Различают первичную продуктивность — скорость образования биомассы растениями — и вторичную продуктивность - скорость образования биомассы живот­ными. Биологическая продуктивность подсчитывается в граммах или в килокалориях с единицы площади за год.

Биомасса и биологическая продуктивность значительно отличаются в различных биоценозах. Пр., 1 га сосно­вого леса производит в год 6,5 т биомассы, а плантация са­харного тростника - 34 - 78 тонн. В целом, первичная продуктивность лесов земного шара наибольшая по сравнению с другими формациями.

Пищевая цепь состоит из ряда трофических уровней, последовательность которых соответствует направлению по­тока энергии.

Первичным источником энергии служит солнечное излучение, энергия которого составляет 4,6 х 10²⁸ Дж/с. Поверхности Земли достигает 1:2000000 часть этого количества энергии и только 1 — 2% ее ассими­лируется растениями. От 30 до 70 % этой энергии использу­ется ими для обеспечения собственной жизнедеятельности и синтеза органических в-тв.

Энергия, накопленная растениями в биомассе, составля­ет чистую первичную продукцию биогеоценоза.

Растительная биомасса используется в качестве источни­ка энергии и материала для создания биомассы потребите­лей первого порядка — растительноядных животных — и да­лее по пищевой цепи.

В связи с тем, что с усложнением организации, количе­ство энергии, расходуемой на содержание собственной жизнедеятельности, растет, продуктивность последующих уров­ней падает. Обычно в цепи питания продуктивность каждо­го последующего уровня составляет лишь 5 — 20% предыду­щего. В связи с этим, соотношение на планете биомасс рас­тительного и животного происхождения таково, что лишь 1-3% приходится на биомассу животных. Масса живого в-тва, приходящегося на людей, составляет около 0,0002% от суммарной массы живого в-тва планеты. Прогрессивное снижение ассимилированной энергии в цепях питания отражается в структуре экологических пи­рамид.

Экологические пирамиды

Энергия, накопленная растениями в биомассе, составля­ет чистую первичную продукцию биогеоценоза.

Растительная биомасса используется в качестве источни­ка энергии и материала для создания биомассы потребите­лей первого порядка — растительноядных животных — и да­лее по пищевой цепи.

В связи с тем, что с усложнением организации, количе­ство энергии, расходуемой на содержание собственной жизнедеятельности, растет, продуктивность последующих уров­ней падает. Обычно в цепи питания продуктивность каждо­го последующего уровня составляет лишь 5 — 20% предыду­щего. Прогрессивное снижение ассимилированной энергии в цепях питания отражается в структуре экологических пи­рамид.

Экологическая пирамида — это графическое изображе­ние потерь энергии в цепях питания. Снижение количества доступной энергии на каждом пос­ледующем трофическом уровне сопровождается уменьшением биомассы и численности особей. Т.о., пирамиды биомассы и численности осо­бей для определенного биогеоценоза повторяют в общих чер­тах пирамиды продуктивности.