Что такое плотность популяции и как ее рассчитать

9. Структура и динамика популяций

9.3. Численность и плотность популяций

Основными показателями структуры популяций является численность и распределение организмов в пространстве и соотношение разнокачественных особей. В связи с размерами ареала популяций может значительно изменяться и численность особей в популяциях.

Численность популяции — это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В период размножения происходит рост популяции. Смертность же, наоборот, приводит к сокращению ее численности.

Плотность популяции определяется количеством особей или биомассой на единицу площади либо объема, например: 400 деревьев на 1 га, 0,5 г циклопов в 1 м 3 воды. Нередко важно различать среднюю плотность, т. е. численность или биомассу на единицу всего пространства, кудельную или экологическую плотность — численность или биомассу на единицу обитаемого пространства, доступной площади объема, которые фактически могут быть заняты популяцией.

Плотность популяции отличается изменчивостью и зависит от ее численности. При возрастании численности не наблюдается увеличение плотности лишь в том случае, когда возможно распределение популяции, расширение ее ареала. Особи, составляющие популяции, имеют различные типы пространственного распределения, выражающие их реакции на различные влияния, например, добычу и благоприятные физические условия или конкурентные реакции. Различают три типа распределения или расселения особей внутри популяции: равномерное, случайное и групповое (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Основные типы распределения особей в популяции:

А — равномерное распределение; Б – случайное распределение; В — групповое распределение (по Одуму, 1986)

Равномерное распределение в природе чаще связано с острой конкуренцией между разными особями. Такой тип распределения отмечают у хищных рыб и у колюшек с их территориальным инстинктом и сугубо индивидуальным характером.

Случайное распределение имеет место только в однородной среде. Так на первых порах распределяется тля на поле. По мере ее размножения распределение приобретает групповой или пятнистый (конгрегационный) характер.

Групповое распределение встречается наиболее часто. Так, в сосновом лесу деревья вначале расселяются группами, а в дальнейшем их размещение становится равномерным. Популяции групповое распределение обеспечивает (по Ю. Одуму, 1986) более высокую устойчивость по отношению к неблагоприятным условиям по сравнению с отдельной особью. Животные, ведущие подвижный образ жизни, как правило, распределяются активно, что приводит к интенсивному перемешиванию популяций и стиранию границ между ними. Например, очень подвижные и активно перемещающиеся песцы, другие животные, птицы имеют огромные ареалы без резких границ между популяциями.

У пассивно передвигающихся и малоподвижных организмов, наоборот, популяции четко разграничены даже на относительно небольшой территории. Таковы популяции наземных моллюсков, многих земноводных. Размеры ареала популяции зависят от величины особей, составляющей ее. Мелкие особи занимают сравнительно небольшие ареалы, тогда как у видов с крупными особями они обширны. Вместе с тем это правило имеет много исключений. Так, территория, занимаемая популяцией прыткой ящерицы Lacerta agilis, может колебаться от 0,1 до нескольких гектаров.

Знание типа распределения организмов имеет большое значение при оценке плотности популяции методом выборки (в случае группового размещения площадь выборки должна быть большая). Возьмем n выборок. Среднее число особей в каждой выборке обозначим через m и получим рассеяние или дисперсию S 2 по формуле:

(9.1)

При равномерном распределении дисперсия S 2 равна нулю, так как число особей в каждой выборке постоянно и равно среднему. В случае случайного распределения среднее m и дисперсия S 2 равны. При групповом распределении рассеяние S 2 выше среднего и разница между ними тем больше, чем сильнее тенденция животных к образованию скоплений.

Источник

Плотность популяции

Плотность популяции и характер пространственного распределения животных закономерно меняются при циклических колебаниях численности, регулируемых соответствующими популяционными механизмами. Рост плотности популяции у большинства видов сопровождается выделением её сочленами и накоплением во внешней среде продуктов обмена, в том числе особых сигнальных веществ, которые тормозят или ускоряют рост и развитие, ограничивают или даже прекращают размножение, могут увеличивать подвижность животных и менять их поведение. В результате при высокой плотности популяции усиливается расселение и может начаться массовая эмиграция. При уменьшении плотности популяции эмиграция прекращается, а подвижность несколько падает, снова увеличиваясь при чрезмерном разрежении популяции, что чревато разрушением внутрипопуляционных группировок (семьи, стаи, стада, колонии и т. д.). Одновременно возрастает интенсивность размножения.

У каждого вида в зависимости от его образа жизни и подвижности (сидячие, оседлые или кочевые, мигрирующие на большие расстояния) существуют оптимальная плотность популяции и допустимые пределы её колебаний, неодинаковые в разных биотопах (максимальная и минимальная плотность популяции). У неподвижных организмов (растения, микроорганизмы, сидячие животные), получающих пищу и кислород из окружающей среды с потоками воды, воздуха, почвенными растворами, возможно, а во многих случаях и выгодно примыкание организмов друг к другу. Такое же значение колоний или семей у общественных насекомых — пчел, муравьёв, термитов. Колониальные гнездовья птиц (особенно птичьи базары) и колонии млекопитающих (сусликов, сурков, пищух и др.). также характеризуются очень высокой плотностью популяции.

Животные большинства видов держатся поодиночке или небольшими группами (семьями), занимая определенные участки (индивидуальные или семейные), которые, как правило, примыкают друг к другу, иногда частично сочетаясь или перекрываясь.

Плотность популяции, соответствующая образу жизни вида и условий его существования, поддерживается и регулируется многими механизмами, эволюционно сложились. Главное значение имеет территориальность, то есть способность осваивать и охранять от вторжения занятую территорию с помощью активных действий и предупредительных сигналов (химических, визуальных, акустических и др.). Для поддержания групп есть сигналы противоположного значения (привлекающие особей одной семьи или стада).

Источник

Расчёт численности популяции и её динамики

Определение средней и экологической плотности популяции.

Задание: Рассчитайте среднюю, экологическую и хозяйственно-допустимую плотность популяции бобров, выразив их в экз./га.

Дано: Популяция бобров из 500 животных обитает в пойме реки площадью 20000 га. Однако, места обитания бобров в пойме составляют лишь 10 % от ее площади. Однако, при такой плотности бобры будут наносить ущерб лесным запасам. Поэтому устанавливают хозяйственно допустимую плотность – до 100 особей на 1000 га и не позволяют ей подниматься выше.

Расчёт численности популяции и её динамики.

Численность популяции – это общее число особей в популяции. Она складывается под действием ряда факторов – рождаемости, смертности, перемещения особей. Формула для расчета численности организмов в популяции имеет следующий вид:

N_t – число особей популяции в начальный момент времени t;

B – число особей, родившихся за время t;

D – число особей, погибших за время t;

C – число особей, пришедших в популяцию за время t;

E – число особей, ушедших за время t.

Задание: На основании имеющихся данных определите, как будет меняться плотность популяции дикого голубя в течении ближайших пять лет. При проведении расчетов заполните таблицу 6 и сделайте выводы об изменении численности популяции дикого голубя.

Дано: Оценка численности популяции дикого голубя, обитающего в дендрологическом парке КубГАУ, в 2013 году показала, что она составляет 400 особей. Соотношение полов в популяции приблизительно равное (1:1). За период размножения (у дикого голубя – один раз в году) из одной кладки яиц в среднем выживает 1,5 птенца. Смертность голубя в течении жизни примерно постоянна. За год погибает в среднем 30 % особей. Ежегодно популяция пополняется 20 новыми птицами из других районов города, а 30 птиц улетает.

Таблица 6 – Изменения численности популяции дикого голубя.

3. Рождаемость – способность популяции увеличивать свою численность в единицу времени за счет появления новых особей в результате размножения. Она характеризует частоту появления новых особей в популяции. Одни популяции размножаются один раз в год (например, единовременный нерест в популяциях судака и тарани), другие – несколько раз в год. Так, ласточки и воробьи откладывают в период размножения 2-3 кладки яиц. Некоторые популяции размножаются практически постоянно. Например, популяции многих бактерий.

Некоторые виды, например, тихоокеанские лососи, насекомые подёнки размножаются всего раз жизни. После размножения они гибнут. Такие организмы называются моноцикличными. Организмы, способные размножаться несколько раз в жизни (а их большинство), носят название полициклических.

Различают физиологическую и экологическую (или реализованную) рождаемость.

Физиологическая рождаемость – это теоретически возможная максимальная скорость образования новых особей в популяции. Существует правило максимальной рождаемости: в любой популяции имеется тенденция к образованию теоретически максимально возможного числа новых особей. Но реализоваться это правило может только в идеальных условиях, когда полностью отсутствует негативное влияние факторов среды. Если бы на популяцию не действовала среда, то за счет интенсивного размножения они бы достигали огромной численности и биомассы. Например, потомство одного одуванчика могло бы покрыть сплошным слоем всю планету примерно за 10 лет. Но это произошло бы только в том случае, если бы прорастали все семена, а взрослые растения не гибли от выедания, болезней и действия неблагоприятных факторов среды.

Поэтому в природных популяциях реализуется не физиологическая, а экологическая рождаемость – увеличение числа особей в популяции за счет рождения в конкретных экологических условиях. Она зависит от влияния среды, полового, возрастного состава популяции, численности и др. факторов, поэтому отличается в разных популяциях одного вида.

Например, популяция речного окуня озера Карасун состоит из 1000 самок. Теоретически каждая из них может выметать 1000 икринок. Если из всей икры выклюнутся личинки, то физиологическая рождаемость составит: 100х1000 икринок = 100000 икринок. Но в реальности самки выметали в среднем не по 1000 икринок каждая, а по 800, т.е. всего 100х800 = 80000. Кроме того, из этих икринок выклюнулась только часть мальков, например, 50%. А остальные икринки были съедены. Таким образом, из отложенной икры выклюнулось 40000 личинок. Это экологическая рождаемость. Если мы сравним экологическую и физиологическую рождаемость, то увидим, что первая будет в данном случае составлять 40 % от физиологической.

4. Смертность – количество особей популяции, погибших за определённый период. Она зависит от разных факторов среды (температура, количество осадков, количество корма, инфекционные заболевания и пр.), возраста организмов, состояния популяции.

Как и в случае с рождаемостью, различают смертность физиологическую и экологическую (или реализованную)

Физиологическая (или минимальная смертность) отражает гибель особей популяции в идеальных условиях. Она определяется генетически и является общей величиной для всех популяций одного вида.

Экологическая смертность отражает гибель особей популяции в конкретных условиях среды. Она всегда выше физиологической. Экологическая смертность в разных популяциях одного вида будет различаться в зависимости от условий среды и состояния самой популяции.

Экологическая смертность возрастает при усилении влияния неблагоприятных факторов среды. Несколько последних сотен лет серьёзный вклад в снижение численности популяции вносит человек. Вырубка лесов, разрушение естественных биоценозов для целей сельского хозяйства и строительства, применение ядохимикатов, промысел – только некоторые из видов человеческой деятельности, увеличивающие смертность популяции.

Если мы построим в осях координат графики, где по оси «х» отложим возраст организма, а по оси «у» – количество выживших особей на 1000 организмов, то получим графики (кривые) выживания. Они бывают трех основных типов (рис. 4):

Рисунок 4. Кривые выживания видов.

1. Выпуклая кривая, когда почти все организмы доживают до предельного возраста, а затем в течении короткого периода погибают (крупные млекопитающие, человек).

2. Линия, близкая к прямой – смертность примерно одинакова на всех стадиях жизненного цикла. Встречается в природе у низкоорганизованных форм жизни (бактерий, простейших).

3. Вогнутая кривая, когда повышенная смертность наблюдается на ранних стадиях развития. Характерна для большинства видов. Например, у растений – в фазе всхода и прорастания семян, у рыб – на стадии икры, у насекомых – на личиночной стадии.

Источник

Плотность популяции

Плотность популяции

Плотность популяции, число особей (животных, растений, микроорганизмов) в расчёте на единицу объёма (воды, воздуха или почвы) или поверхности (почвы или дна водоёма). Плотность популяции — важный экологический показатель пространственного размещения сочленов популяции, а также динамики численности животных, условий изменчивости и проявления естественного отбора. Плотность популяции определяется преимущественно степенью благоприятности условий обитания вида в данном биотопе или важнейшими экологическими факторами окружающей среды, особенно находящимися в минимуме и называется лимитирующими. Поэтому по средней Плотность популяции можно судить о благоприятности местообитания для данного вида. По постоянству обитания в биотопе данного вида и пределам колебания его численности в разные сезоны и годы можно выделить места временного и постоянного обитания (стации переживания, или резервации, в которых сохраняются остатки популяции в особенно неблагоприятные годы). Стации переживания, например у массовых видов грызунов, обычно занимают не более 3—10% заселённой ими территории. Зная стации переживания вредителей сельского и лесного хозяйства, хранителей и переносчиков болезней человека и полезных животных (в т. ч. домашних), можно экономно и эффективно бороться с вредными животными в резервациях, избегая т. о. загрязнения и отравления обширных участков.

Полезное

Смотреть что такое «Плотность популяции» в других словарях:

Плотность популяции — число особей (или биомасса) популяции на единицу пространства или объема. Являясь видеоспецифической экологических характеристикой, плотность популяции существенно зависит от факторов окружающей среды, т. е. от емкости среды. Экологический… … Экологический словарь

плотность популяции — Число особей популяции, соотнесенное к размерам занимаемой ею территории. [Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо русский толковый словарь генетических терминов 1995 407с.] Тематики генетика EN population density … Справочник технического переводчика

плотность популяции — Численность особей (людей, растений, животных) на конкретной территории, приходящаяся на единицу площади. Syn.: плотность населения … Словарь по географии

плотность популяции — population density плотность популяции. Число особей популяции, соотнесенное к размерам занимаемой ею территории. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

плотность популяции — populiacijos tankis statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Rūšies individų skaičius, tenkantis vienam ploto vienetui (cm², cm³, m², m³, ha ir kt.). atitikmenys: angl. density of population vok. Populationsdichte, f rus. плотность… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Плотность популяции — число особей (животных, растений, микроорганизмов) в расчёте на единицу объёма (воды, воздуха или почвы) или поверхности (почвы или дна водоёма). П. п. важный экологический показатель пространственного размещения сочленов популяции (См.… … Большая советская энциклопедия

ПЛОТНОСТЬ ПОПУЛЯЦИИ — среднее число особей на единицу площади … Словарь ботанических терминов

плотность популяции вредителя — Количество особей вредителя на единицу площади. [ГОСТ 21507 81] Тематики защита растений Обобщающие термины численность вредных организмов EN pest population density DE Populationsdichte eines Schäderreges FR densité de population du ravageur … Справочник технического переводчика

плотность населения — Численность особей (людей, растений, животных) на конкретной территории, приходящаяся на единицу площади. Syn.: плотность популяции … Словарь по географии

Популяции плотность — * папуляцыі гушчыня * population density количество: а) в экологии особей в популяции на единицу жизненного пространства (напр., на акр земли, на 1 м3 воды и т. д.); б) в клеточной культуре клеток на единицу площади или объем сосуда, в котором… … Генетика. Энциклопедический словарь

Источник

Плотность популяции

Из Википедии — свободной энциклопедии

Плотность популяции — число особей (животных, растений, микроорганизмов) в расчете на единицу объёма (воды, воздуха или почвы) или площади поверхности (почвы или дна водоема). Плотность популяции — важный экологический показатель пространственного размещения членов популяции, а также динамики численности животных, условий изменчивости и проявления естественного отбора. Плотность популяции определяется преимущественно степенью благоприятности условий существования вида в данном биотопе и либо важными экологическими факторами окружающей среды, особенно находящимися в минимуме и называется лимитирующими. Поэтому по средней плотности популяции можно судить о благоприятности местонахождение для данного вида. За постоянством проживания в биотопе данного вида и пределов колебания его численности в разные сезоны и годы можно выделить места временного и постоянного проживания (стация переживания, или резервации, в которых находятся остатки популяции в особенно неблагоприятные годы). Стации переживания, например у массовых видов грызунов, обычно занимают не более 3-10 % заселенной ими территории. Зная стации переживания вредителей сельского и лесного хозяйства, хранителей и переносчиков болезней человека и полезных животных (в том числе домашних), можно экономно и эффективно бороться с вредными животными в резервациях, избегая таким образом загрязнения и отравления больших участков.

Плотность популяции и характер пространственного распределения животных закономерно меняются при циклических колебаниях численности, регулируемых соответствующими популяционными механизмами. Рост плотности популяции у большинства видов сопровождается выделением её сочленами и накоплением во внешней среде продуктов обмена, в том числе особых сигнальных веществ, которые тормозят или ускоряют рост и развитие, ограничивают или даже прекращают размножение, могут увеличивать подвижность животных и менять их поведение. В результате при высокой плотности популяции усиливается расселение и может начаться массовая эмиграция. При уменьшении плотности популяции эмиграция прекращается, а подвижность несколько падает, снова увеличиваясь при чрезмерном разрежении популяции, что чревато разрушением внутрипопуляционных группировок (семьи, стаи, стада, колонии и т. д.). Одновременно возрастает интенсивность размножения.

У каждого вида в зависимости от его образа жизни и подвижности (сидячие, оседлые или кочевые, мигрирующие на большие расстояния) существуют оптимальная плотность популяции и допустимые пределы её колебаний, неодинаковые в разных биотопах (максимальная и минимальная плотность популяции). У неподвижных организмов (растения, микроорганизмы, сидячие животные), получающих пищу и кислород из окружающей среды с потоками воды, воздуха, почвенными растворами, возможно, а во многих случаях и выгодно примыкание организмов друг к другу. Такое же значение колоний или семей у общественных насекомых — пчел, муравьёв, термитов. Колониальные гнездовья птиц (особенно птичьи базары) и колонии млекопитающих (сусликов, сурков, пищух и др.). также характеризуются очень высокой плотностью популяции.

Животные большинства видов держатся поодиночке или небольшими группами (семьями), занимая определенные участки (индивидуальные или семейные), которые, как правило, примыкают друг к другу, иногда частично сочетаясь или перекрываясь.

Плотность популяции, соответствующая образу жизни вида и условий его существования, поддерживается и регулируется многими механизмами, эволюционно сложились. Главное значение имеет территориальность, то есть способность осваивать и охранять от вторжения занятую территорию с помощью активных действий и предупредительных сигналов (химических, визуальных, акустических и др.). Для поддержания групп есть сигналы противоположного значения (привлекающие особей одной семьи или стада).

Источник