Динамика численности популяций (изменение численности) описывает колебания численности
Динамика численности популяций (изменение численности) описывает колебания численности и состава организмов, вызванные актами рождения и смерти (естественная динамика численности), а также миграциями (пространственная динамика численности).
Потенциальная (идеальная) рождаемость отражает максимально, возможную численность потомства данного вида в идеальной популяции.
В конкретных условиях среды обитания реальная экологическая рождаемость всегда ниже идеальной. Под общей рождаемостью понимают действительное пополнение популяции индивидуумами за определенное время, а под удельной рождаемостью — численность потомства каждого индивидуум а. Минимальная смертность показывает, сколько живых организмов из идеальной популяции данного вида умирает за определенный отрезок времени. Она всегда ниже реальной смертности в природных условиях, при которых редко достигается предельный возраст. Общая смертность учитывает снижение численности индивидуумов в популяции. Поскольку живые существа размножаются неоднократно, а умирают только раз, между общей и удельной смертностью нет разницы.
Смертность тесно связана с возрастом.
Графики смертности (кривые выживания) характерны для каждого вида. Возрастную структуру каждой популяции можно представить в виде возрастных пирамид различной формы:
- пирамида — растущая популяция;
- колпак — стабильная популяция;
- урна — вымирающая популяция.
Молодые особи популяции в благоприятных условиях среды обитания достигают численности выше средней. Такая группка численно преобладает и далее на протяжении всей своей жизни. Плодовитость самки можно охарактеризовать числом особей ее потомства. Оно может отклоняться от среднего значения в популяции.
Генетика популяций, плотность расселения
Акты рождения или смерти во всей популяции или в ее частях, например для одной возрастной группы, привязываются к определенному времени: рождаемость/смертность, или доля рождаемости/доля смертности (данные в % или %0). Соотношение общей рождаемости и смертности определяет общую долю прироста. Удельная доля прироста численности рассчитывается как отношение удельной рождаемости к общей смертности. Поскольку родители переживают своих потомков часто более чем на одно поколение и имеют более двух потомств, численность популяции без учета влияния окружения возрастает экспоненциально (Рисунок Д).
Емкость окружающей среды К сдерживает прирост (логистический прирост) посредством:
- внутривидовых (интраспецифических) взаимоотношений — внутривидовая борьба за пищу и право на размножение, например токование птиц;
- вне видовых (интераспецифических) взаимоотношений — конкуренция при питании, враги, паразиты.
Величина К на кривой лотстического прироста характеризует равновесие между потенциалом размножения популяции и потенциалом валентности среды обитания. В начальной инициативной фазе доля прироста ограничена вследствие малой плотности заселения. С ростом заселенности индивидуумами она экспоненциально возрастает. С ростом плотности и сопротивления окружающей среды доля смертности повышается до достижения равновесия между смертностью и рождаемостью (асимптотическая фаза).
Как правило, кривая роста численности приближается к величине К не по асимптоте, а выходит за пределы емкости среды (перенаселение). Популяция не может отреагировать немедленно.
Она начинает отвечать, если например наступает голод, задерживается воспроизводство, плотность заселения начинает падать ниже значения К и т. д. Значения плотности популяции в течение года могут регулярно и несущественно колебаться относительно кривой роста численности (осцилляции), а также характеризоваться сильными и нерегулярными всплесками (флуктуации) (Рисунок Ж). По разным причинам флуктуации могут приводить как к гибели популяции (г-стратеги, 75), так и к появлению популяционных циклов. Мыши, лемминги, заяц и рысь, к примеру, имеют 4-летний цикл.
У видов, существование которых не зависит от плотности популяции, эти колебания могут вызываться только вследствие изменения внешних условий.
У социально организованных позвоночных прирост численности при слишком высокой или слишком низкой плотности популяции снижается и при средней плотности достигается оптимум воспроизводства (эффект аллеи). Отклонение от величины К переносится популяцией без потерь.
Кривые роста численности математически можно аппроксимировать с помощью уравнений Лотка — Вольтерра:
где:
N — число индивидуумов; г — скорость роста численности популяции; К — емкость среды.
