Характеристики популяции

Ю.Одум, Общая экология (1975): "Плотность популяции - величина популяции по отношению к единице пространства. Определяется числом особей или биомассой популяции на единицу площади или объема (напр., 20 деревьев на 1 гектар, 5 млн. диатомовых водорослей на 1 куб.м. воды, 200 кг рыбы такого-то вида на 1 га поверхности водоема".

Часто важнее знать, изменяется ли (увеличивается или уменьшается популяция), нежели знать её абсолютную величину в каждый данный момент времени. Можно пользоваться показателями относительной численности (напр., такой показатель учета плотности - число птиц, замеченных в течение часа. Для промысловых животных показателем численности может выступать величина добычи - для сельди, для пушных зверей. Имеется в виду, что затраты на добычу сопоставимы или одинаковы). Для растений иногда пользуются выражением численности в процентах от занимаемой площади, используют понятие проективное покрытие и т.д.

Одум (1975): "Биология становится экологией, когда задается вопросом "какие" и "сколько". Влияние, которое популяция оказывает на сообщество или экосистему, зависит не только от того, из каких организмов она состоит, но и от того, сколько их (т. е., от плотности)".

Плотность популяции изменчива, но не бесконечно: есть верхние и нижние пределы размеров популяции.

Верхний предел плотности определяется:

1) потоком энергии в экосистеме (продуктивностью),

2) трофическим уровнем, к которому относится организм,

3) величиной организма и интенсивностью его метаболизма.

Нижний предел плотности определить сложно, но точно известно, что имеются механизмы, поддерживающие плотность обычных или доминирующих организмов в довольно ограниченных пределах.

Примеры. Плотность популяций часто выражают в биомассе на 1 га, т.е. в кг / га.

У консументов выявлена связь плотности популяции и видового трофического уровня (т. е. уровня питания - принадлежность вида к консументам определенного порядка). Чем выше трофический уровень животного, тем меньше плотность его популяции, так как при переходе на более высокий трофический уровень происходит значительная потеря энергии впустую). Например, в биоценозе, не подверженном воздействию человека, листоядных животных (олень, сурок, полевка) может быть от 1 до 50 кг/га. Питающихся семенами и плодами - (хомячок, бурундук, белка - от 0,5 до 1,5 кг на га. Всеядных животных (скунс, лиса, медведь - может быть от 0,1 до 1 кг на гектар. И, наконец, хищных животных может быть от 0,001 до 0,01 кг на гектар.

В пределах одного трофического уровня крупные животные имеют большую биомассу на гектар, чем больее мелкие животные: напр., биомасса оленей больше биомассы полевок в каком-нибудь биоценозе (теоретическая биомасса, практически - крупные животные в современных биогеоценозах находятся на грани вымирания). Популяционная плотность млекопитающих как класса может колебаться в пределах величин, различающихся на 5 порядков. Диапазон колебаний плотности в пределах вида или трофической группы гораздо меньше.

Иллюстративны данные по рыбам: у этих животных - чем ниже трофический уровень, тем больше плотность. (Отсюда - закон для промысловиков - растительноядных рыб можно добывать в гораздо большем количестве, чем хищных - они быстро восстановят свою плотнось, если она не упала ниже крайнего предела. А вот нарушить способность к восстановлению численности популяций хищных рыб после передобычи гораздо проще, можно уничтожить вид).

Существует два вида регуляции плотности популяций. Регуляция первого порядка осуществляется количеством энергии (т.е. пищей), регуляция второго порядка зависит от взаимодействия популяций.

Плотность популяций мигрирующих (проходных и полупроходных) рыб зависит от онтогенетической стадии, на которой находится популяция. Так, молодь рыбы нерки вылупляется в реках, заходит в озера, где увеличивается в размерах и частично гибнет. Когда особи популяций этого вида растут, численность их сокращается, хотя общая биомасса популяции при этом может увеличиваться.

Когда размеры и интенсивность метаболизма особей в популяции различаются относительно слабо, число особей служит удовлетворительной мерой плотности, в противоположном случае следует учитывать, кроме численности особей, биомассу и поток энергии, так как данные по численности приводят к преувеличению значения мелких организмов (их всегда много), а данные по биомассе - к преувеличению роли крупных организмов. В то же время поток энергии служит более подходящим показателем для сравнения любого частного компонента с другими, - Одум (1975), дословно, с. 212.

Существуют определенные сложности в определении плотности популяции, связанные с тем, что особи в популяции распределяются не равномерно, а образуют скопления. Поэтому при определении плотности необходимо обращать внимание на величину и число выборок - они должны быть достаточно велики, чтобы не допустить возможных ошибок (например, ошибок в прогнозировании численности промысловых видов животных).

Различают показатели относительной плотности популяции, выраженные через численность ("многочисленный", "обычный", "редкий", "больше, чем в прошлом году") и показатели истинной плотности популяции, которая всегда выражается по отношению к определенному пространству.

Различают также среднюю плотность и экологическую плотность. Бывает, что размеры занимаемой популяцией территории временно уменьшаются, процесс может сопровождаться снижением численности. Тогда, по отношению к прежней плотности, средняя плотность будет уменьшаться, а экологическая плотность может или уменьшаться, или оставаться постоянной, или даже увеличиваться. Средняя плотность - количество животных на 1 кв. км общей поверхности. Экологическая плотность - количество животных на единицу площади временно уменьшившегося ареала. Пример из учебника Ю. Одума (1975). В зимний сухой сезон во Флориде плотность мелких рыб в водоемах в целом снижается, но экологическая плотность при этом возрастает, так как по мере сокращения зеркала воды увеличивается число рыб, приходящихся на единицу поверхности водоёма. Аист приурочивает кладку своих яиц таким образом, что время вылупления птенцов совпадает с пиком экологической плотности рыб; это облегчает родителям ловлю рыбы и кормление птенцов.

Методы учета плотности популяции.

1. Общий подсчет. Метод применим для крупных и хорошо заметных организмов, живущих в колониях. Так можно измерять плотность колоний морских птиц. Величина мировой популяции олуши - крупной белой морской птицы, гнездящейся в нескольких колониях на севере Европы и Америки, величина популяции составляет 165 600 плюс-минус 9500 особей.

2. Метод пробных площадок. Метод состоит в подсчете и взвешивании организмов на соответствующем числе участков или трансектов соответствующих размеров для оценки плотности на исследуемой площади. Так можно измерять, напр., плотность популяций мелких грызунов.

3. Метод мечения с последующим повторным отловом. Определенную часть популяции отлавливают, метят и освобождают, затем устанавливают долю меченых животных при повторном отлове, на основании полученных результатов оценивают численность всей популяции. Подходит метод для подвижных животных, для которых не характерны быстрые изменения плотности, напр., для птиц.

4. Метод изъятия. Особей изымают с некоторой площади при последовательных выборках. Метод ловчих цилиндров.

5. Безделяночный метод, применим к прикрепленным организмам. Разновидность - метод "ближайшего соседа". Отмечают несколько квадратов, напр., четыре; в каждом квадрате измеряют расстояния от произвольно выбранной точки до ближайшей особи. Плотность оценивают по среднему расстоянию на единицу площади.

Дата добавления: 2013-12-12