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.