Ekološke karakteristike stanovništva se ne primjenjuju. Populacije

TEORIJSKI DIO

Pojam populacije i njene glavne grupne karakteristike.

Populacija- skup organizama iste vrste koji zajedno nastanjuju zajedničku teritoriju, međusobno komuniciraju i slobodno se križaju. Populacija je elementarni oblik postojanja vrste u prirodi. Jedna vrsta organizma može uključivati ​​nekoliko, ponekad i mnogo, populacija, manje ili više izoliranih jedna od druge. U populacijama se u različitom stepenu manifestuju svi oblici povezanosti karakteristični za međuvrsne odnose, ali su najizraženiji mutualizam i konkurencija. Postoje i specifični intraspecifični odnosi: a) između pojedinaca različitog pola; b) između generacije roditelja i kćeri. Najvažnije svojstvo populacije je njena sposobnost reprodukcije.

Populacija kao grupno udruženje pojedinaca ima sljedeće glavne karakteristike:

1) broj- ukupan broj pojedinaca na dodijeljenoj teritoriji; broj nije konstantan, jer zavisi od mnogih faktora (stopa reprodukcije, smrt jedinki usled starosti, bolesti, uništenje od strane grabežljivaca, migracija); ako je iz nekog razloga nemoguće odrediti veličinu populacije, tada se određuje njena gustoća;

2) gustina naseljenosti - prosječan broj (biomasa) jedinki po jedinici površine ili zapremini prostora koji zauzima populacija;

3) natalitet - broj novih jedinki (jaja, sjemenke) koje su se pojavile u populaciji u jedinici vremena, po određenom broju njenih članova (npr. broj potomaka koje proizvodi jedna ženka godišnje; kod ljudi je natalitet obično izraženo kao broj rođenih na 1000 ljudi godišnje); razlikovati apsolutno I specifična stopa nataliteta; prvi karakterizira ukupan broj rođenih jedinki (na primjer, ako je u populaciji sobova, koja broji 16 hiljada grla godišnje, rođeno 2 hiljade mladunaca u godini, onda ovaj broj izražava apsolutnu stopu nataliteta); specifična stopa nataliteta izračunava se kao prosječna promjena broja po osobi u određenom vremenskom intervalu (u ovom primjeru to će biti jedno novorođenče na osam članova populacije godišnje);

4) smrtnost - indikator koji odražava broj osoba koje su umrle u populaciji u određenom vremenskom periodu, izražen ili kao procenat ukupnog broja pojedinaca, ili kao prosječan broj umrlih na 1000 osoba godišnje; shodno tome razlikovati apsolutno I specifičan mortalitet; vrijednost specifične stope nataliteta ili specifične stope mortaliteta koristi se za poređenje stope nataliteta ili mortaliteta u različitim populacijama;

5) porast stanovništva - razlika između nataliteta i stope smrtnosti; povećanje može biti i pozitivno i negativno;

6) stopa rasta- prosječan rast stanovništva u jedinici vremena.

Istraživanje stanovništva ima važnu praktičnu primjenu: na primjer, kontrola štetočina, obnova divljih životinja, racionalno korištenje bioloških resursa(lov ribe i dr.), očuvanje rijetkih vrsta.

Struktura stanovništva.

Populaciju karakteriše određena organizacija (struktura). Formira se na osnovu opštih bioloških svojstava vrste, pod uticajem populacija drugih vrsta i abiotskih faktora sredine.

Struktura stanovništva je adaptivne prirode. Različite populacije iste vrste imaju karakteristične karakteristike koje karakterišu specifične uslove životne sredine u njihovim staništima.

Struktura stanovništva može biti prostorna, starosna, polna, genetska i ekološka.

Prostorna struktura određena distribucijom jedinki na teritoriji stanovništva. Svi pojedinci u populaciji imaju individualni i grupni prostor. Postoje određeni radijusi trofičke (hranljive) i reproduktivne aktivnosti. U populaciji se odvijaju dva suprotna procesa – izolacija i agregacija. Faktori izolacije su nadmetanje između pojedinaca za hranu kada je ona oskudna i direktan antagonizam. Ovo vodi do uniforma ili nasumično distribucija pojedinaca. Agregacija – ujedinjenje pojedinaca u grupe – iako povećava konkurenciju među njima, doprinosi opstanku grupe kao cjeline zahvaljujući međusobnoj pomoći. Agregacija vodi do prepuno raspored jedinki u populaciji. Na primjer, organizmi mnogih vrsta radije žive u jatima (ptice) ili krdima (sisari).

Starosna struktura Populacija je određena brojem i omjerom jedinki različite dobi, odražava intenzitet reprodukcije, stopu mortaliteta i stopu promjene generacija. U stabilnoj populaciji grupe različite starosti su u približno istom omjeru, stopa nataliteta je jednaka stopi smrtnosti, a veličina populacije ostaje gotovo nepromijenjena. Rastuću populaciju predstavljaju uglavnom mladi pojedinci, gdje je stopa nataliteta veća od stope smrtnosti. Ako u populaciji prevladavaju senilne osobe, tada se njihov broj smanjuje.

Seksualna struktura- broj i odnos muškaraca i žena u populaciji. Genetsko dvofaktorsko hromozomsko određivanje pola osigurava jednak broj polova. Ali u nekim slučajevima, omjer spolova određuju hormonski faktori koji djeluju nakon oplodnje, kao i okolišni faktori. Kao rezultat toga, omjer polova u populaciji varira tokom godina, odstupajući od 1:1.

Genetska struktura određen je varijabilnosti i raznovrsnošću genotipova, učestalosti varijacija pojedinih gena, kao i podjelom populacije na grupe genetski sličnih jedinki, između kojih se odvija stalna razmjena. Raznolikost genotipova zavisi od veličine populacije i spoljašnjih faktora koji utiču na njenu strukturu. U malim izoliranim i stabilnim populacijama, učestalost inbreedinga se prirodno povećava, što smanjuje genetsku raznolikost i povećava opasnost od izumiranja.

Ekološka struktura- ovo je podjela populacije na grupe pojedinaca koji različito djeluju na faktore okoline. Grupe se identificiraju prema ishrani (pojedinci različitog spola i dobi imaju različite preferencije u hrani), indikativnom ponašanju i fizičkoj aktivnosti. Raspodjela funkcija se često opaža prilikom lova na plijen i brige o potomstvu. Sve populacije karakterizira i fenološka diferencijacija (različita vremena početka i završetka sezonskih ciklusa razvoja i ponašanja: hibernacija, seksualna aktivnost, linjanje, cvjetanje, plodonošenje, opadanje listova itd.).

Dinamika stanovništva.

Populacija ne može postojati bez stalnih promjena, zbog kojih se prilagođava promjenjivim uvjetima okoline. Promjene u broju organizama tokom vremena nazivaju se dinamika populacije. Ideje o rastu stanovništva neophodne su da bi se razumjela njihova sposobnost da obnove brojeve, kao i da bi se razumjela neka svojstva dinamike.

Svaka populacija je teoretski sposobna neograničen rast broj, ako nije ograničen faktorima spoljašnje okruženje. U ovom slučaju, stopa rasta populacije ovisit će samo o veličini biotički potencijal (b.p.), karakteristika vrste. B.P odražava teoretski maksimum potomaka od jednog para ili pojedinca po jedinici vremena. B.P se izražava koeficijentom r i izračunava pomoću sljedeće formule:

gdje je ΔN rast stanovništva;

Δt je vremenski period tokom kojeg se uočava povećanje ΔN;

N 0 - početna veličina populacije.

U prirodi, B.P populacije nikada nije u potpunosti ostvaren. Obično je njegova vrijednost razlika između nataliteta i stope smrtnosti u populacijama:

gdje: u - broj rođenih,

d je broj umrlih jedinki u populaciji u istom vremenskom periodu.

Rast stanovništva i krivulje rasta. Ako je stopa nataliteta u populaciji veća od stope smrtnosti, tada će populacija rasti (ako su promjene zbog migracije neznatne). Da bi se razumjeli obrasci rasta populacije, korisno je prvo razmotriti model koji opisuje rast bakterijske populacije nakon inokulacije na svježi medij. U ovom novom i povoljnom okruženju, uslovi za rast populacije su optimalni i primećuje se eksponencijalni rast (u obliku slova J). Ova kriva rasta se zove eksponencijalna, ili logaritamski (slika 1).

Fig.2. Kriva logističkog rasta stanovništva (u obliku slova S)

Na kraju se dolazi do tačke u kojoj, iz nekoliko razloga, uključujući sve manje resursa hrane i akumulaciju toksičnog metaboličkog otpada, eksponencijalni rast postaje nemoguć. Počinje usporavati tako da kriva rasta poprima sigmoidni (S-oblik) oblik i naziva se logistika(Sl. 2).

Sigmoidna i J-kriva su dva obrasca rasta populacije. Pretpostavlja se da su svi organizmi međusobno vrlo slični, da imaju jednaku sposobnost reprodukcije i jednaku vjerovatnoću umiranja, tako da stopa rasta populacije u eksponencijalnoj fazi ovisi samo o njenoj veličini i nije ograničena uvjetima okoline, koji ostaju konstantni.

U prirodi, nakon eksponencijalne faze, dalji razvoj populacije slijedi logistički model, pri čemu se stopa rasta populacije linearno smanjuje kako broj stanovnika raste, sve do nule pri određenoj vrijednosti K. Vrijednost K se naziva biološki kapacitet životne sredine(stepen sposobnosti prirodnog ili prirodno-antropogenog okruženja da osigura normalnu životnu aktivnost određenom broju organizama bez primjetnog narušavanja same sredine).

Krivulja preživljavanja može se dobiti počevši od populacije novorođenčadi, a zatim crtati broj preživjelih kao funkciju vremena. Na okomitoj osi obično se prikazuje ili apsolutni broj preživjelih jedinki ili njihov postotak u izvornoj populaciji:

Svaka vrsta ima karakterističnu krivulju preživljavanja, čiji oblik dijelom ovisi o smrtnosti nezrelih jedinki. Tipični primjeri prikazani su na slici 3.

100

Fig.3. Tri vrste krivulja preživljavanja

Većina životinja i biljaka podliježe starenju, što se manifestira smanjenjem vitalnosti s godinama nakon perioda zrelosti. Kada počne starenje, povećava se vjerovatnoća smrti u određenom vremenskom periodu. Neposredni uzroci smrti mogu biti različiti, ali se zasnivaju na smanjenju otpornosti organizma na štetne faktore (na primjer, bolesti). Kriva A na slici 2 je vrlo blizu idealnoj krivulji preživljavanja za populaciju u kojoj je starenje glavni faktor koji utiče na smrtnost. Primjer bi bila ljudska populacija u moderno razvijenoj zemlji sa visokim nivoom medicinske njege i racionalne prehrane, gdje većina ljudi doživi starost. Kriva slična krivulji A također je karakteristična za godišnje kultivisane biljke, kada u datom polju stare istovremeno.

Krivulja tipa B karakteristična je za populacije organizama s visokom stopom smrtnosti u ranom životu, kao što su planinske ovce ili ljudska populacija u zemlji u kojoj su glad i bolesti široko rasprostranjene. Glatka kriva tipa B može se dobiti ako je smrtnost konstantna tokom života organizama (50% za određenu jedinicu vremena). To se može dogoditi kada slučajnost postane glavni faktor koji određuje smrtnost, a pojedinci umiru prije nego što počne primjetno starenje. Slična krivulja je tipična za populacije nekih životinja (npr. hidra), koje nisu posebno ugrožene u rano doba. Većina beskičmenjaka i biljaka također pokazuje ovu vrstu krivulje, ali visoka stopa smrtnosti kod mladih jedinki dovodi do toga da se početni dio krivulje još strmije spušta.

Postoje male intraspecifične razlike u krivuljama preživljavanja. Oni mogu biti uzrokovani različitim razlozima i često su povezani sa spolom. Kod ljudi, na primjer, žene žive nešto duže od muškaraca, iako su tačni razlozi za to nepoznati.

Crtanje krivulja preživljavanja za razne vrste, moguće je odrediti mortalitet za pojedince različitog uzrasta i tako saznati u kojoj dobi je određena vrsta najranjivija. Nakon utvrđivanja uzroka smrti u ovoj dobi, može se razumjeti kako je regulirana veličina populacije.

Povezane informacije.

Bilo koju populaciju karakteriziraju joj jedinstveni indikatori i ima određenu organizaciju i strukturu. Takve karakteristike se mogu izraziti statističkim funkcijama, tj. populacija i njena svojstva mogu se opisati pomoću matematike. To su, na primjer, struktura, gustina, broj, natalitet i smrtnost. Neke karakteristike populacija su međusobno povezane: mortalitet određuje strukturu, natalitet određuje gustinu itd.

Treba naglasiti da postoji suštinska razlika između pojedinačnog organizma i populacije organizama. Kao što kap vode ne odražava svojstva rijeke, jezera ili okeana, organizam uzet pojedinačno ne može okarakterizirati cjelokupnu populaciju u cjelini.

Jedini nosilac karakteristika jedne populacije je grupa jedinki, ali ne i pojedinačni pojedinci u ovoj grupi. Pojedinačni organizam u populaciji se rađa, živi, ​​umire, ali ekologe to zanima samo kao mogućnost, kroz proučavanje ponašanja pojedinca, da shvate svojstva grupe kao cjeline. Posebna svojstva svojstvena populaciji odražavaju njeno stanje kao grupe organizama u cjelini, a ne kao pojedinaca, tj. svojstvo populacije kao grupe organizama nije mehanički zbir svojstava svakog pojedinca koji ga čini.

Sovjetski ekolog S. S. Shvarts u svom djelu “Principi i metode moderne ekologije” polazi od postulata da je “populacija glavni, a za više životinje jedini oblik postojanja vrste. Kao što je postojanje ćelije višećelijskog organizma nezamislivo izvan organizma, tako je nezamislivo postojanje jedinki van populacije. To, naravno, ne znači da je populacija organizam višeg reda, ali to znači da je to određena organizacija (strukturalna cjelina) pojedinaca, izvan koje oni ne mogu postojati.”

Populacija kao biološki sistem ima strukturu i funkcije. Strukturu populacije karakterišu njeni sastavni pojedinci (broj) i njihov raspored u prostoru. Funkcije populacije slične su funkcijama drugih bioloških sistema. Odlikuju se rastom, razvojem i sposobnošću održavanja egzistencije u uvjetima koji se stalno mijenjaju.

Jedan od bitnih parametara koji određuju prostornu strukturu je broj jedinki u populaciji. Promatrajući svojstva različitih populacija, bilo da se radi o populacijama životinja ili biljaka, može se vidjeti da njihov broj uvelike varira. To može biti stotinu stabala pronađenih na hektaru borove šume, ili milioni jednoćelijske alge u ekosistemu bare ili jezera, i nekoliko lešinara koji žive na nepristupačnim stijenama, i oblaci čvoraka nad tek zasijanim ražnjim poljem.

Ispod veličina populacije odnosi se na ukupan broj jedinki u populaciji. Veličina populacije ne može biti konstantna i ovisi o odnosu intenziteta reprodukcije i mortaliteta.

Gustina naseljenosti definira se kao broj jedinki neke vrste po jedinici površine (uglavnom zemljine površine) ili po jedinici zapremine ( vodena sredina, eksperimentalna kultura), na primjer, 200 stabala na 1 hektar, 50 ljudi na 1 km 2, 20 punoglavaca na 1 m 3 vode. Maksimalna gustina za različite vrste organizama i životne uslove uvelike varira. Na jednom hektaru zemlje može biti znatno više platana nego, recimo, jelena ili divlje svinje. Neke vrste ptica (pingvini, galebovi) formiraju takozvane “ptičje kolonije”. Ogromne koncentracije ružičastih flamingosa uobičajene su na nekim jezerima ekvatorijalna Afrika. Istovremeno, mnoge vrste srednjoevropskih šumskih ptica pjevica nikada ne dosegnu 1/10 ove gustine.

Pojedinci živih organizama (biljke, životinje, mikroorganizmi) obično su neravnomjerno raspoređeni u prostoru. Svaka populacija zauzima prostor koji obezbjeđuje sredstva za život samo određenom broju pojedinaca.

IN opšti pogled Mogu se razlikovati tri tipa distribucije pojedinaca: slučajna, pravilna (ujednačena) i grupna (pjegava, gužva, agregirana).

Slučajno distribucija je tipična za populacije čiji je broj jedinki mali, a potencijal za konkurenciju je nizak. U tom slučaju, stanište organizama mora biti manje-više homogeno. U ovom slučaju, jačina i smjer utjecaja abiotskih i biotičkih faktora nasumično se mijenjaju u vremenu i prostoru. Slučajna distribucija se u prirodi ne javlja baš često, iako je samo djelovanje nasumično prirodni faktori samo po sebi nije neuobičajeno. Ovo slučajna distribucija karakteristično, na primjer, za pauke koji žive na šumskom tlu.

Najčešći u prirodi grupa (uočeno) distribucija. Karakteristična je za mnoge organizme koji žive ne samo u kopnenim već iu vodenim ekosistemima. Sa ovom vrstom distribucije, organizmi formiraju različite grupe. Formiranje takvih grupa odvija se prema raznih razloga: heterogenost životne sredine, lokalne razlike u staništima, uticaj dnevnih i sezonskih promena vremenskih uslova; karakteristike procesa reprodukcije itd.

Postoji mnogo primjera grupne distribucije. Mnoge ribe sele se s mjesta na mjesto u ogromnim jatama. Vodene ptice se okupljaju u velikim jatima, pripremajući se za duge letove sjevernoameričkih karibua, formiraju ogromna stada u uvjetima tundre.

Isti primjeri mogu se dati za biljke: pjegavi raspored biljaka djeteline na livadi, mrlje mahovina i lišajeva u tundri, grozd grmova lingonbera u borovoj šumi, prostrane mrlje kiselice u šumi smreke, proplanci jagoda na rubovima svijetlih šuma itd.

Redovno (parno) distribucija se može uočiti kada postoji jak antagonizam pojedinaca (konkurencija), kada je vjerovatnoća pronalaska jedne jedinke pored druge izuzetno niska. U prirodi je teško naići na ovu vrstu distribucije, iako je često moguće naići na distribuciju organizama koja odstupa od nasumične u pravcu veće pravilnosti.

Redovna distribucija se najčešće može uočiti u veštački stvorenim poljoprivrednim sistemima - baštama, voćnjacima. Dakle, prilikom sadnje možete ravnomjerno rasporediti stabla jabuka u vrtu pomoću mjerne trake. Na ovaj način možete posaditi grmlje bobičastog voća i neke vrste povrća u bašti.

Važna karakteristika pri proučavanju populacije je njena starosna struktura. Starosna struktura odražava odnos različitih starosnih grupa u populaciji i određuje njenu sposobnost reprodukcije. U populacijama koje brzo rastu, mladi pojedinci čine veliki udio. Dakle, stanje stanovništva nakon određenog vremenskog perioda zavisiće od njegovog trenutnog polnog i starosnog sastava.

Ako se reprodukcija stalno događa u populaciji, onda starosna struktura određuje da li se broj smanjuje ili povećava.

U većini populacija, sposobnost njihovih članova za reprodukciju (reproduktivni kapacitet) se mijenja sa godinama. U modernoj ekologiji, kada se proučava dobni sastav stanovništva, razlikuju se tri ekološke starosne grupe:

■ predreproduktivni (prije reprodukcije);

■ reproduktivni (tokom sezone parenja);

■ post-reproduktivno (nakon reprodukcije).

Trajanje ovih godina u odnosu na ukupan životni vijek uvelike varira među različitim organizmima.

Pod povoljnim uslovima, stanovništvo obuhvata sve starosne grupe i održava relativno stabilan nivo brojnosti. Na starosni sastav stanovništva, pored ukupnog očekivanog životnog veka, utiču i trajanje sezone razmnožavanja, broj generacija po sezoni, plodnost i mortalitet različitih starosnih grupa. Na primjer, kod voluharica odrasle jedinke mogu roditi tri puta godišnje ili više, a mlade jedinke mogu se razmnožavati nakon 2-3 mjeseca.

Tipično, tokom početnog perioda rasta (pre-reproduktivna faza), organizmi nisu u stanju da se razmnožavaju. Trajanje ovog perioda uvelike varira među različitim vrstama - od nekoliko minuta kod mikroorganizama do nekoliko godina kod ljudi, mnogih sisara i drveća. Predrazmnožavanje može trajati veći dio života, kao na primjer kod majušice (razvoj ličinki u vodi traje od godinu do nekoliko godina zbog dugog razvoja ličinki) i 17-godišnjeg cikada (pret. -reproduktivna faza dostiže nekoliko godina). Međutim, karakteristično je da je period razmnožavanja ovih vrsta vrlo kratak (svojne mušice imaju nekoliko dana, cikade imaju manje od jedne sezone), a postreproduktivni period praktički izostaje, kao i kod mnogih drugih vrsta.

Drugačija situacija je u populaciji ljudi, kao i životinja koje se drže u umjetno stvorenim uvjetima (kućni ljubimci, kućni ljubimci, stanovnici zoološkog vrta). Jedinke u takvim populacijama preživljavaju u postreproduktivnom periodu. U savremeni čovek Ove tri "doba" su približno iste, a svaka od njih čini otprilike trećinu života. Za primitivne ljude post-reproduktivni period je bio mnogo kraći.

Trenutno se omjer starosnih ekoloških grupa u ljudskoj populaciji mijenja. Povećava se broj djece, tinejdžera i penzionera, tj. neproduktivnih slojeva stanovništva. Udio djece mlađe od 15 godina u većini zemalja u razvoju porastao je na 50%, a starijih starijih od 65 godina na 15%. Ova promjena u omjeru starosnih grupa dovodi do povećanja opterećenja radno sposobnog stanovništva.

Prirodne populacije nisu jednom za svagda zamrznuta zbirka jedinki, već dinamično jedinstvo organizama u odnosima. Promjene u veličini, strukturi i distribuciji populacija kao odgovor na uvjete okoline nazivaju se dinamikom stanovništva.

Dinamika stanovništva u pojednostavljenoj verziji može se opisati indikatorima kao što su plodnost i mortalitet. Ovo su najvažnije karakteristike stanovništva, na osnovu kojih se može suditi o stabilnosti i budućem razvoju stanovništva.

plodnost – jedna od glavnih karakteristika populacije i definira se kao broj jedinki rođenih u populaciji u određenom vremenskom periodu (sat, dan, mjesec, godina). Istovremeno, pojam "plodnost" karakterizira pojavu jedinki bilo koje vrste, bez obzira na način na koji su rođene: bilo da se radi o klijanju sjemenki trputca ili zobi, pojavi beba iz jaja u kokoši ili kornjači, rođenje potomaka slona, ​​kita ili čovjeka.

Ekolozi razlikuju maksimalnu plodnost u odsustvu ograničavajućih faktora okoline (to je u praksi vrlo teško, ako ne i nemoguće). Ispod maksimalni natalitet razumije teoretski moguću maksimalnu brzinu formiranja novih jedinki u idealnim uslovima. Reprodukcija organizama ograničena je samo njihovim fiziološkim karakteristikama. Na primjer, teoretska stopa reprodukcije različitih vrsta može biti prilično visoka u mnogim slučajevima. Ako za osnovu uzmemo takav pokazatelj kao što je vrijeme potrebno vrsti da zauzme cijelu površinu Zemlje, onda za bakteriju kolere Vibrio cholerae to će biti 1,25 dana za dijatomeju Nitschia putrida- 16.8, za kućne muhe Musca domestica- 366, za pile - oko 6000, za slona - 376 000 dana. Dakle, maksimalni fertilitet je teoretski pokazatelj i konstantan je za datu populaciju.

Za razliku od maksimalnog, ekološkog, odnosno ostvarenog, fertiliteta, fertilitet (ili jednostavno plodnost) karakteriše rast ili povećanje veličine populacije u stvarnim i specifičnim uslovima sredine.

Naziva se broj jedinki rođenih u određenom vremenu apsolutnu ili totalnu plodnost.

Zbog činjenice da apsolutna stopa nataliteta direktno zavisi od veličine populacija, ekolozi određuju specifičnu stopu nataliteta. Specifična plodnost određuje se brojem jedinki rođenih u određenom vremenu po pojedincu u populaciji.

Jedinica vremena može varirati ovisno o brzini i brzini reprodukcije organizma. Za bakterije to može biti sat vremena, za insekte - dan ili mjesec, za većinu sisara ovaj proces traje mjesecima. Pretpostavimo da grad sa 100.000 stanovnika ima 8.000 novorođenčadi. Apsolutna stopa nataliteta iznosiće 8.000 godišnje, a specifična 0,08, odnosno 8%.

Razliku između apsolutne i specifične plodnosti lako je ilustrirati primjerom. Populacija od 20 protozoa u određenoj količini vode povećava se podjelom. Sat kasnije, njegov broj se povećao na 100 jedinki. Apsolutna stopa nataliteta će biti 80 jedinki na sat, a specifična stopa (prosječna stopa promjene broja po jedinki u populaciji) će biti 4 osobe na sat sa 20 početnih.

Mortalitet - recipročnu stopu nataliteta. Ovo je broj osoba koje su umrle u populaciji po jedinici vremena. . Kao i fertilitet, mortalitet se može izraziti kao broj osoba koje umiru tokom određenog perioda (broj umrlih po jedinici vremena) ili kao specifična stopa mortaliteta za cjelokupnu populaciju ili njen dio. Prilikom utvrđivanja mortaliteta stanovništva uzimaju se u obzir sve uginule jedinke, bez obzira na uzrok smrti (da li su umrle od starosti ili su umrle u kandžama grabežljivca, otrovane pesticidima ili smrznule od hladnoće itd.).

Koncept stanovništva. Tipovi stanovništva

Populacija(populus - od lat. narod. populacija) jedan je od centralnih pojmova u biologiji i označava skup jedinki iste vrste koje imaju zajednički genski fond i zajedničku teritoriju. To je prvi supraorganizmski biološki sistem. Sa ekološke perspektive, jasna definicija populacije još nije razvijena. Tumačenje S.S. dobilo je najveće priznanje. Schwartz, populacija je grupa jedinki, koja je oblik postojanja vrste i sposobna je da se samostalno razvija u nedogled.

Glavno svojstvo populacija, kao i drugih bioloških sistema, jeste da su u stalnom kretanju i da se stalno mijenjaju. To se ogleda u svim parametrima: produktivnosti, stabilnosti, strukturi, distribuciji u prostoru. Populacije se odlikuju specifičnim genetskim i ekološkim karakteristikama koje odražavaju sposobnost sistema da održavaju egzistenciju u uslovima koji se stalno mijenjaju: rast, razvoj, stabilnost. Nauka koja kombinuje genetske, ekološke i evolucione pristupe proučavanju populacija poznata je kao populaciona biologija.

PRIMJERI. Jedna od nekoliko jata riba iste vrste u jezeru; mikrogrupe đurđevka Keiske u šumama bijele breze, koje rastu u podnožju drveća i na otvorenim površinama; gomile drveća iste vrste (mongolski hrast, ariš, itd.), odvojene livadama, nakupinama drugog drveća ili grmlja, ili močvarama.

Ekološka populacija - skup elementarnih populacija, intraspecifičnih grupa, ograničenih na specifične biocenoze. Biljke iste vrste u cenozi nazivaju se cenopopulacijom. Razmjena genetskih informacija između njih događa se prilično često.

PRIMJERI. Ribe iste vrste u svim jatama zajedničkog rezervoara; sastojine u monodominantnim šumama koje predstavljaju jednu grupu tipova šuma: trava, lišaj ili ariš od sfagnuma (Magadanska oblast, severna Habarovska teritorija); šumske sastojine u šumama šaša (suhe) i raznoobrazne (vlažne) hrastove šume (Primorski teritorij, Amurska oblast); populacije vjeverica u šumama bora, smrče i jele na jednom području.

Geografsko stanovništvo– skup ekoloških populacija koje naseljavaju geografski slična područja. Geografske populacije postoje autonomno, njihova staništa su relativno izolovana, razmjena gena se događa rijetko - kod životinja i ptica - tokom seobe, kod biljaka - tokom širenja polena, sjemena i plodova. Na ovom nivou dolazi do formiranja geografskih rasa i sorti, a razlikuju se podvrste.

PRIMJERI. Poznate su geografske rase dahurskog ariša (Larix dahurica): zapadna (zapadno od Lene (L. dahurica ssp. dahurica) i istočna (istočno od Lene, izdvaja se u L. dahurica ssp. cajanderi), sjeverna i južna rasa Slično je M. A. Shemberg (1986) identificirao dvije podvrste breze ermanske (Betula ermanii) i vunaste breze (B. lanata 1000 km, na sjeveru - 500 km). uskolubasta voluharica (Microtis gregalis) Vrsta "obična vjeverica" ​​ima oko 20 geografskih populacija, odnosno podvrsta.

Glavne karakteristike populacija

Broj i gustina su glavni parametri populacije.

Broj– ukupan broj jedinki na datoj teritoriji ili u datom obimu.

Gustina– broj jedinki ili njihova biomasa po jedinici površine ili zapremine. U prirodi postoje stalne fluktuacije u broju i gustoći.

Dinamika stanovništva a gustina je određena uglavnom plodnošću, mortalitetom i procesima migracije. To su indikatori koji karakterišu promjene stanovništva tokom određenog perioda: mjeseca, sezone, godine itd. Proučavanje ovih procesa i uzroka koji ih određuju veoma je važno za prognozu stanja populacija.

Plodnost se razlikuje između apsolutne i specifične.

Apsolutna plodnost je broj novih pojedinaca koji se pojavljuju u jedinici vremena, i specifičan- ista količina, ali dodijeljena određenom broju pojedinaca. Na primjer, pokazatelj plodnosti osobe je broj rođene djece na 1000 ljudi tokom godine. Plodnost određuju mnogi faktori: uslovi životne sredine, dostupnost hrane, biologija vrste (stopa polnog sazrevanja, broj generacija tokom sezone, odnos mužjaka i ženki u populaciji).

Prema pravilu maksimalne plodnosti (razmnožavanja), u idealnim uslovima, u populacijama se pojavljuje najveći mogući broj novih jedinki; Plodnost je ograničena fiziološkim karakteristikama vrste.

PRIMJER. Maslačak može za 10 godina pokriti cijelu zemaljsku kuglu, pod uslovom da sve njegove sjemenke klijaju. Vrbe, topole, breze, jasike i većina korova daju izuzetno obilno sjeme. Bakterije se dijele svakih 20 minuta i u roku od 36 sati mogu prekriti cijelu planetu u neprekidnom sloju. Plodnost je vrlo visoka kod većine vrsta insekata, a niska kod predatora i velikih sisara.

smrtnost, Kao i stopa nataliteta, može biti apsolutna (broj osoba koje su umrle u određenom vremenu) ili specifična. Karakterizira stopu pada stanovništva od smrti zbog bolesti, starosti, grabežljivaca, nedostatka hrane i igrica glavna uloga u dinamici stanovništva.

Postoje tri vrste smrtnosti:

Isti u svim fazama razvoja; retko, pod optimalnim uslovima;

Povećana smrtnost u ranoj dobi; karakteristično za većinu vrsta biljaka i životinja (u drveću manje od 1% sadnica preživi do zrelosti, u ribama - 1-2% mlađi, kod insekata - manje od 0,5% ličinki);

Visoka smrtnost u starosti; obično se opaža kod životinja čiji se stadijum larve odvija u povoljnim uslovima koji se malo menjaju: tlo, drvo, živi organizmi.

UVOD……………………………………………………………………………..……...3

1. Populacija - ekološke karakteristike…………….…………...6

2. Faktori u dinamici stanovništva……………………………………..9

ZAKLJUČAK………………………………………………………………………….…………14

SPISAK IZVORA…………………………………………………………17

APLIKACIJE…………………………………………………………………………………………………………….18

Uvod

Sve je međusobno povezano sa svime - kaže prvi ekološki zakon. To znači da ne možete učiniti ni jedan korak, a da ne dodirnete, a ponekad čak i uznemirite nešto iz okoline. Svaki ljudski korak na običnom travnjaku znači desetke uništenih mikroorganizama, uplašene insekte, promjenu migracionih ruta, a možda i smanjenje njihove prirodne produktivnosti.

Već u prošlom veku pojavila se ljudska zabrinutost za sudbinu planete, au sadašnjem veku je dospela u krizu globalnog ekološkog sistema usled sve većeg stresa na prirodno okruženje.

Zagađenje životne sredine, iscrpljivanje prirodni resursi i narušavanje ekoloških veza u ekosistemima postali su globalni problemi. A ako čovječanstvo nastavi slijediti sadašnji put razvoja, onda je njegova smrt, prema vodećim svjetskim ekolozima, neizbježna za dvije ili tri generacije.

Uprkos prihvaćenom ruska država mjerama za poboljšanje okoliša, ekološki odnosi se i dalje razvijaju u smjeru nepovoljnom za prirodu i društvo:

a) i dalje preovladava odeljenjski pristup, usled čega svaki korisnik životne sredine eksploatiše prirodne resurse na osnovu svojih resornih interesa;

6) primenjuje se tzv. resursni pristup korišćenju životne sredine, usled čega mnoge ekološke veze i prirodni objekti koji nemaju resursnu vrednost ostaju van pravne zaštite.

Interakcija društva i prirode prešla je granicu prijašnjeg ekvilibrijuma još u prošlom veku, a u ovom trenutku više nije moguće bez odgovarajuće pravne intervencije u ovoj oblasti. Potreba za razvojem posebnog zakona o ekološkoj sigurnosti u Rusiji postala je hitna.

Za razliku od pravne literature, gdje se prirodni objekti proučavaju na osnovu njihove ekonomske vrijednosti za društvo, svaki prirodni objekat treba proučavati u ukupnosti svih njegovih elemenata koji utiču na životnu aktivnost cjelokupne okoline u cjelini.

Trenutno, u periodu nadolazeće ekološke krize na čitavoj planeti, svi živi ljudi treba da riješe problem prelaska sa eksploatacije i osvajanja prirode na njeno očuvanje i saradnju sa njom. U tim uvjetima ljudska ekologija postaje posebno važna, jer normalni uvjeti njenog postojanja direktno zavise od toga koliko se čovjek uklapa u prirodu, u stanju je razumjeti njene zakone i kreativno ih koristiti u svom životu.

Trošenje prirodnih resursa sve intenzivnije uz pomoć kolosalnog povećanja snage tehnička sredstvačovječanstvo je progresivno poboljšavalo uslove za razvoj svoje civilizacije i rast kao biološke vrste, Homo sapiens. Međutim, „osvajanjem“ prirode značajno je potkopao prirodne temelje vlastitog životnog djelovanja, što je stvorilo napetu i u mnogim slučajevima kriznu situaciju u interakciji čovjeka i prirode, bremenitu velikim opasnostima za budućnost civilizacije. Međuzavisne promjene stvorile su nove veze između globalne ekonomije i globalne ekologije. U prošlosti smo bili zabrinuti zbog uticaja ekonomskog rasta na životnu sredinu. Sada ne možemo a da ne budemo zabrinuti zbog posljedica “ekološkog stresa” – pogoršanja kvaliteta tla, vodni režim, stanje atmosfere i šuma - za ekonomski razvoj u budućnosti.

Sada je sve jasnije da su izvori i uzroci zagađenja mnogo raznovrsniji, složeniji i međusobno povezani, te da su učinci zagađenja rasprostranjeniji, kumulativniji i kroničniji nego što se mislilo. Nauka je čak formulisala definiciju antropogenog zagađenja životne sredine. Riječ je o fizičko-hemijskoj i biološkoj promjeni kvaliteta životne sredine (atmosferskog vazduha, vode, tla) kao posledica privrednih ili drugih aktivnosti, prekoračenja utvrđenih standarda štetnog uticaja na životnu sredinu i stvaranja opasnosti po zdravlje ljudi, stanje flore i faune, te materijalne vrijednosti.

Ekologija, kao i svaka nauka, ima dva aspekta. Jedna je želja za znanjem radi samog znanja, iu tom pogledu, na prvom mestu je traženje obrazaca razvoja prirode, kao i njihovo objašnjenje; drugi je primjena prikupljenog znanja za rješavanje problema povezanih s okruženje. Brzi porast značaja ekologije objašnjava se činjenicom da se ni jedno pitanje od ogromne praktične važnosti trenutno ne može riješiti bez uzimanja u obzir veza između živih i neživih komponenti prirode.

Praktično rješenje ekologije može se vidjeti prvenstveno u rješavanju pitanja upravljanja okolišem; upravo to mora stvoriti naučnu osnovu za eksploataciju prirodnih resursa. Možemo reći da je zanemarivanje zakonitosti u osnovi prirodnih procesa dovelo do ozbiljnog sukoba između čovjeka i prirode.

Populaciono-ekološke karakteristike

U ekologiji, populacija je grupa jedinki iste vrste koje međusobno djeluju i zajednički naseljavaju zajedničku teritoriju.

Populacija je skup jedinki iste vrste koje dugo postoje na određenoj teritoriji, slobodno se križaju i relativno su izolirane od drugih jedinki iste vrste.

Riječ "stanovništvo" dolazi od latinskog "populus" - ljudi, stanovništvo. Ekološka populacija, dakle, može se definirati kao populacija jedne vrste na određenom području.

Stanovništvo ima samo to inherentne karakteristike: broj, gustina, prostorna distribucija jedinki. Postoje starosna, polna i veličina strukture stanovništva. Odnos grupa različite starosti i pola u populaciji određuje njene glavne funkcije. Odnos različitih starosnih grupa zavisi od dva razloga: od karakteristika životni ciklus vrsta i spoljni uslovi.

Compound. Konvencionalno se u populaciji mogu razlikovati tri ekološke starosne grupe: predreproduktivne; reproduktivni; post-reproduktivne. Trajanje ovih godina u odnosu na ukupan životni vijek uvelike varira među različitim organizmima.

Postoje vrste sa jednostavnom starosnom strukturom, kada populaciju predstavljaju organizmi iste starosti, i vrste sa složenom starosna struktura kada su sve starosne grupe zastupljene u populaciji ili više generacija živi istovremeno.

Broj i gustina izražavaju kvantitativne karakteristike stanovništva u cjelini. Veličina populacije izražava se brojem jedinki date vrste koje žive po jedinici površine koju ona zauzima. Dinamika broja stanovništva tokom vremena određena je odnosom fertiliteta, mortaliteta i stope preživljavanja, koje su zauzvrat određene životnim uslovima.

Gustina naseljenosti je veličina populacije po jedinici prostora: broj jedinki, ili biomasa, populacije po jedinici površine ili zapremine. Gustina ovisi o trofičkom nivou na kojem se populacija nalazi. Što je niži trofički nivo, to je veća gustina.

Kod mnogih vrsta, pod određenim uvjetima, rađaju se pretežno mužjaci ili ženke, a ponekad i jedinke nesposobne za reprodukciju. Kod lisnih uši, na primjer, ljeti se generacije koje se sastoje samo od ženki zamjenjuju jedna drugu. U nepovoljnim uslovima pojavljuju se mužjaci. Kod nekih puževa, poliheta, riba i rakova, spol jedinke se mijenja s godinama.

Postoji nekoliko opcija za definiranje populacije. Populacija je skup jedinki iste vrste koje žive dugo vremena. određenoj teritoriji ili vodeno područje, povezano različitim stepenom slobodnog ukrštanja i dovoljno izolovano od drugih sličnih zajednica. Kao što slijedi iz gornje definicije populacije, ona uključuje sljedeće karakteristike koje su joj inherentne:

1 Postojanje u velikom broju generacija, što razlikuje populaciju od kratkotrajno nestabilnih asocijacija pojedinaca.

2 Prisustvo određenog stepena slobodnog ukrštanja pojedinaca. Upravo ta osobina populacije osigurava njeno jedinstvo kao evolucijske strukture.

3 Stepen slobodnog ukrštanja unutar populacije je veći nego između različitih (čak i susjednih) populacija.

4 Određeni stepen izolacije populacija jednih od drugih.

Razlozi koji tjeraju jedinke jedne populacije da se grupišu unutar ograničenih područja izuzetno su brojni i raznoliki, ali glavni je neravnomjerna distribucija uvjeta okoliša u geografskom prostoru i sličnost zahtjeva za tim uvjetima među organizmima iste vrste.

U zavisnosti od veličine okupirane teritorije razlikuju se tri tipa populacija: elementarna, ekološka i geografska (vidi Dodatak 1)

Ekološke karakteristike stanovništva.

1) broj – ukupan broj lica na dodeljenoj teritoriji;

2) gustina naseljenosti - prosečan broj jedinki po jedinici površine ili zapremini prostora koji zauzima populacija;

3) natalitet - broj novih jedinki koje se pojavljuju u jedinici vremena kao rezultat reprodukcije;

4) mortalitet - pokazatelj koji odražava broj osoba koje su umrle u populaciji u određenom vremenskom periodu;

5) porast stanovništva - razlika između stopa nataliteta i smrtnosti; povećanje može biti i pozitivno i negativno;

6) stopa rasta – prosječan porast u jedinici vremena.

Povezane informacije.

Šta je populacija?

Definicija 1

Populacija je skup organizama iste vrste, koji žive na određenoj teritoriji duži vremenski period, imaju zajednički genski fond, kao i sposobnost lakog ukrštanja, izolovani u različitom stepenu od drugih populacija ove vrste.

Organizmi svake vrste su predstavljeni sa nekoliko populacija koje naseljavaju različite teritorije. Postoje različite veze između populacija iste vrste koje podržavaju vrstu kao cjelinu. Međutim, ako se iz nekog razloga populacija izoluje od drugih populacija svoje vrste, to može dovesti do stvaranja nove vrste živih organizama. Pod uticajem uslova sredine formiraju se fiziološke, morfološke i bihevioralne karakteristike organizama. Štaviše, svojstva organizama koji pripadaju različitim populacijama će se međusobno razlikovati utoliko jače, što su im životni uslovi različitiji i što je razmjena jedinki među njima slabija.

Karakteristike populacija

Populacija nije nasumična akumulacija jedinki iste vrste na zajedničkoj teritoriji. Ovo je složeno organizovana zajednica, sa svojom strukturom, sastavom i složenom hijerarhijom veza.

Svojstva koja karakterišu populaciju mogu se podijeliti u dvije vrste:

1. biološka svojstva - svojstva svojstvena svakom organizmu uključenom u populaciju;
2. grupna (emergentna) svojstva - svojstva svojstvena ne pojedinačnim pojedincima, već populaciji u cjelini.

Drugim riječima, udruživanje organizama iste vrste u populaciju (grupu) vrši se na osnovu njenih kvalitativno novih, emergentnih svojstava. Ova svojstva uključuju:

1. broj;
2. gustina naseljenosti;
3. natalitet organizama u populaciji;
4. smrtnost organizama u populaciji.

Definicija 2

Veličina populacije – ukupan broj jedinke iste vrste koje naseljavaju određenu teritoriju.

Veličina populacije se mijenja tokom vremena (iz godine u godinu, godišnje doba, iz generacije u generaciju) i ovisi o vanjskim i unutrašnjim faktorima.

Napomena 1

Ruski biolog S. S. Četverikov nazvao je fluktuacije u broju jedinki u populaciji „talasi života“.

Teritorije (područja) koje zauzimaju različite populacije mogu se međusobno značajno razlikovati po površini, pa nije uvijek preporučljivo uspoređivati ​​populacije po apsolutnom broju jedinki. U takvim slučajevima, veličina populacije se izražava kao gustina.

Definicija 3

Gustoća naseljenosti je omjer broja predstavnika jedne vrste (ili njene odgovarajuće biomase) i volumena ili površine prostora koji zauzima populacija (biomasa).

Plodnost– broj novoformiranih jedinki koje su se pojavile u jedinici vremena zbog razmnožavanja. Stopa nataliteta u populaciji određena je prvenstveno biološkim karakteristikama vrste, kao i prosječnim životnim vijekom jedinke, omjerom spolova u populaciji, dostupnošću hrane, vremenskim prilikama i nizom drugih faktora. Postoje dvije vrste plodnosti:

1. maksimalna (apsolutna, ili fiziološka) plodnost - teoretski dozvoljeni broj jedinki koje se mogu roditi u idealnim uslovima sredine bez ikakvih ograničavajućih faktora, određen samo fiziološkim potencijalima organizama;
2. ekološka (ostvarljiva) plodnost - broj jedinki rođenih u određenom periodu u specifičnim uslovima sredine.

Mortalitet je broj jedinki u populaciji koje su umrle u određenom vremenskom periodu. Ona prvenstveno zavisi od faktora životne sredine i može biti veoma visoka tokom prirodnih katastrofa, tokom nepovoljnih perioda klimatskim uslovima ili tokom epidemija. tu su:

1. fiziološka smrtnost (smrt pojedinca u idealnim uslovima kao rezultat fiziološke starosti);
2. ekološki mortalitet (smrt pojedinca u realnim uslovima iz različitih razloga).