Πληθυσμιακή δομή και χαρακτηριστικά του. Ένας πληθυσμός είναι ... Χαρακτηριστικά και τύποι πληθυσμών. Το περιβαλλοντικό δίκαιο και οι κύριες πηγές του

Οποιοσδήποτε πληθυσμός χαρακτηρίζεται από δείκτες που είναι μοναδικοί για αυτόν, έχει μια συγκεκριμένη οργάνωση και δομή. Τέτοια χαρακτηριστικά μπορούν να εκφραστούν με στατιστικές συναρτήσεις, π.χ. ο πληθυσμός και οι ιδιότητές του μπορούν να περιγραφούν χρησιμοποιώντας τη μαθηματική συσκευή. Τέτοια, για παράδειγμα, είναι η δομή, η πυκνότητα, ο αριθμός, το ποσοστό γεννήσεων και η θνησιμότητα. Ορισμένα χαρακτηριστικά των πληθυσμών είναι αλληλένδετα: η θνησιμότητα καθορίζει τη δομή, η γονιμότητα καθορίζει την πυκνότητα και ούτω καθεξής.

Πρέπει να τονιστεί ότι υπάρχει μια θεμελιώδης διαφορά μεταξύ ενός μεμονωμένου οργανισμού και ενός πληθυσμού οργανισμών. Όπως μια σταγόνα νερού δεν αντανακλά τις ιδιότητες ενός ποταμού, λίμνης ή ωκεανού, έτσι και ένας μεμονωμένος οργανισμός δεν μπορεί να χαρακτηρίσει ολόκληρο τον πληθυσμό ως σύνολο.

Ο μόνος φορέας των χαρακτηριστικών ενός πληθυσμού είναι μια ομάδα ατόμων, αλλά όχι μεμονωμένα άτομα αυτής της ομάδας.Ένας μεμονωμένος οργανισμός σε έναν πληθυσμό γεννιέται, ζει, πεθαίνει, αλλά οι οικολόγοι ενδιαφέρονται μόνο για αυτό ως μια ευκαιρία να μάθουν τις ιδιότητες της ομάδας ως σύνολο μέσω της μελέτης της συμπεριφοράς ενός ατόμου. Οι ειδικές ιδιότητες που είναι εγγενείς σε έναν πληθυσμό αντικατοπτρίζουν την κατάστασή του ως μια ομάδα οργανισμών ως σύνολο, και όχι ως ξεχωριστά άτομα, δηλ. η ιδιότητα ενός πληθυσμού ως ομάδας οργανισμών δεν είναι ένα μηχανικό άθροισμα των ιδιοτήτων κάθε ατόμου που τον συνθέτει.

Σοβιετικός οικολόγος S.S. Schwartz στο έργο του «Αρχές και μέθοδοι σύγχρονη οικολογίαΠροέρχεται από το αξίωμα ότι «ο πληθυσμός είναι ο κύριος και για τα ανώτερα ζώα είναι η μόνη μορφή ύπαρξης του είδους. Όπως η ύπαρξη ενός κυττάρου ενός πολυκύτταρου οργανισμού είναι αδιανόητη έξω από τον οργανισμό, έτσι είναι αδιανόητη η ύπαρξη ατόμων εκτός του πληθυσμού. Αυτό δεν σημαίνει, φυσικά, ότι ένας πληθυσμός είναι οργανισμός ανώτερης τάξης, αλλά σημαίνει ότι είναι μια ορισμένη οργάνωση (δομικό σύνολο) ατόμων, έξω από την οποία δεν μπορούν να υπάρξουν.

Ένας πληθυσμός ως βιολογικό σύστημα έχει δομή και λειτουργίες. Η δομή ενός πληθυσμού χαρακτηρίζεται από τα συστατικά του άτομα (αριθμός) και την κατανομή τους στο χώρο. Οι λειτουργίες ενός πληθυσμού είναι παρόμοιες με εκείνες άλλων βιολογικών συστημάτων. Χαρακτηρίζονται από ανάπτυξη, ανάπτυξη, ικανότητα διατήρησης της ύπαρξης σε συνεχώς μεταβαλλόμενες συνθήκες.

Μία από τις σημαντικές παραμέτρους που καθορίζουν τη χωρική δομή είναι ο αριθμός των ατόμων στον πληθυσμό. Παρατηρώντας τις ιδιότητες διαφορετικών πληθυσμών, είτε πρόκειται για πληθυσμούς ζώων είτε φυτών, μπορεί κανείς να δει ότι ο αριθμός τους ποικίλλει πολύ. Μπορεί να είναι εκατό δέντρα που βρίσκονται σε ένα εκτάριο πευκοδάσους, και εκατομμύρια μονοκύτταρα φύκια στο οικοσύστημα μιας λίμνης ή λίμνης, και μερικά όρνια που ζουν σε απρόσιτα βράχια και σύννεφα ψαρόνια πάνω από ένα φρεσκοσπαρμένο χωράφι με σίκαλη.

Υπό μέγεθος πληθυσμούαναφέρεται στον συνολικό αριθμό ατόμων σε έναν πληθυσμό. Το μέγεθος του πληθυσμού δεν μπορεί να είναι σταθερό και εξαρτάται από την αναλογία της έντασης της αναπαραγωγής και της θνησιμότητας.

πυκνότητα πληθυσμούορίζεται ως ο αριθμός των ατόμων ενός είδους ανά μονάδα επιφάνειας (κυρίως η επιφάνεια της γης) ή σε μονάδα όγκου (υδάτινο περιβάλλον, πειραματική καλλιέργεια), για παράδειγμα, 200 δέντρα ανά 1 εκτάριο, 50 άτομα ανά 1 km 2, 20 γυρίνους ανά 1 m 3 νερού. Μέγιστη πυκνότητα για διάφορα είδηοργανισμών και των συνθηκών ύπαρξης ποικίλλει πολύ. Σε ένα εκτάριο γης, μπορούν να ζήσουν σημαντικά περισσότερα πλατάνια από, ας πούμε, ελάφια ή αγριογούρουνα. Ορισμένα είδη πτηνών (πιγκουίνοι, γλάροι) σχηματίζουν τις λεγόμενες «αποικίες πουλιών». Τεράστιες συγκεντρώσεις ροζ φλαμίνγκο δεν είναι ασυνήθιστες σε ορισμένες λίμνες ισημερινή Αφρική. Ταυτόχρονα, πολλά είδη ωδικών πτηνών της Κεντρικής Ευρώπης δεν φτάνουν ποτέ ούτε το 1/10 αυτής της πυκνότητας.

Τα άτομα των ζωντανών οργανισμών (φυτά, ζώα, μικροοργανισμοί) είναι συνήθως άνισα κατανεμημένα στο διάστημα. Κάθε πληθυσμός καταλαμβάνει έναν χώρο που παρέχει τα μέσα ζωής μόνο για ένα συγκεκριμένο αριθμό ατόμων.

ΣΤΟ γενική εικόναμπορούν να διακριθούν τρεις τύποι κατανομής ατόμων: τυχαία, κανονική (ομοιόμορφη) και ομαδική (στικτώδης, συνωστισμένη, συγκεντρωτική).

ΤυχαίοςΗ κατανομή είναι χαρακτηριστική των πληθυσμών, των οποίων ο αριθμός των ατόμων είναι μικρός και η δυνατότητα ανταγωνισμού μικρή. Σε αυτή την περίπτωση, ο βιότοπος των οργανισμών θα πρέπει να είναι περισσότερο ή λιγότερο ομοιογενής. Σε αυτή την περίπτωση, η ισχύς και η κατεύθυνση της επίδρασης αβιοτικών και βιοτικών παραγόντων αλλάζουν τυχαία στο χρόνο και στο χώρο. Η τυχαία κατανομή δεν είναι πολύ συνηθισμένη στη φύση, αν και η ίδια η δράση της τυχαίας φυσικούς παράγοντεςαπό μόνη της δεν είναι ασυνήθιστο. Μια τέτοια τυχαία κατανομή είναι χαρακτηριστική, για παράδειγμα, για τις αράχνες που ζουν στο δάσος.

Το πιο συνηθισμένο στη φύση ομάδα (με στίγματα) διανομή. Είναι χαρακτηριστικό πολλών οργανισμών που ζουν όχι μόνο σε χερσαία, αλλά και σε υδάτινα οικοσυστήματα. Με αυτόν τον τύπο κατανομής, οι οργανισμοί σχηματίζουν διάφορες ομάδες. Ο σχηματισμός τέτοιων ομάδων συμβαίνει για διάφορους λόγους: ετερογένεια του περιβάλλοντος, τοπικές διαφορές στα ενδιαιτήματα, επιρροή καθημερινών και εποχιακών αλλαγών στις καιρικές συνθήκες. χαρακτηριστικά της διαδικασίας αναπαραγωγής κ.λπ.

Υπάρχουν πολλά παραδείγματα ομαδικής διανομής. Πολλά ψάρια μετακινούνται από μέρος σε μέρος σε τεράστια κοπάδια. Τα υδρόβια πτηνά συγκεντρώνονται σε μεγάλα σμήνη, προετοιμάζονται για πτήσεις μεγάλων αποστάσεων Βόρεια Αμερική τάρανδοςΟι Καριμπού σχηματίζουν τεράστια κοπάδια στην τούνδρα.

Τα ίδια παραδείγματα μπορούν να δοθούν για τα φυτά: αποσπασματική τοποθέτηση φυτών τριφυλλιού σε λιβάδι, μπαλώματα από βρύα και λειχήνες στην τούνδρα, συσσώρευση θάμνων μούρων σε πευκόδασος, εκτεταμένες κηλίδες οξάλης σε ελατοδάσος, ξέφωτα φράουλας σε ανοιχτόχρωμες άκρες δασών κ.λπ.

κανονικό (ομοιόμορφο)Η κατανομή μπορεί να παρατηρηθεί με έντονο ανταγωνισμό ατόμων (ανταγωνισμός), όταν η πιθανότητα να βρεθεί ένα άτομο δίπλα στο άλλο είναι εξαιρετικά μικρή. Στη φύση, αυτός ο τύπος κατανομής είναι δύσκολο να συναντηθεί, αν και δεν είναι ασυνήθιστο να βρεθεί η κατανομή των οργανισμών που αποκλίνει από την τυχαία προς την κατεύθυνση της μεγαλύτερης κανονικότητας.

Η τακτική διανομή μπορεί να παρατηρηθεί συχνότερα σε γεωργικά συστήματα που δημιουργούνται τεχνητά από τον άνθρωπο - κήποι, περιβόλια. Έτσι, κατά τη φύτευση, μπορείτε να κατανείμετε ομοιόμορφα τις μηλιές στον κήπο χρησιμοποιώντας μια μεζούρα. Στον κήπο με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε να φυτέψετε θάμνους από καλλιέργειες μούρων, μερικά φυτά λαχανικών.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό στη μελέτη ενός πληθυσμού είναι ο ηλικιακή δομή. Η ηλικιακή δομή αντανακλά την αναλογία των διαφορετικών ηλικιακές ομάδεςσε έναν πληθυσμό και καθορίζει την ικανότητά του να αναπαραχθεί. Στους ταχέως αναπτυσσόμενους πληθυσμούς, τα νεαρά άτομα αποτελούν μεγάλο ποσοστό. Επομένως, η κατάσταση του πληθυσμού μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα θα εξαρτηθεί από την τρέχουσα σύνθεση φύλου και ηλικίας.

Εάν η αναπαραγωγή συμβαίνει συνεχώς σε έναν πληθυσμό, τότε σύμφωνα με την ηλικιακή δομή, διαπιστώνεται εάν ο αριθμός μειώνεται ή αυξάνεται.

Στους περισσότερους πληθυσμούς, η αναπαραγωγική ικανότητα των μελών τους (αναπαραγωγική ικανότητα) αλλάζει με την ηλικία. Στη σύγχρονη οικολογία, κατά τη μελέτη της ηλικιακής σύνθεσης ενός πληθυσμού, διακρίνονται τρεις οικολογικές ηλικιακές ομάδες:

■ προ-αναπαραγωγική (πριν από την αναπαραγωγή).

■ αναπαραγωγικό (κατά την περίοδο αναπαραγωγής).

■ μετα-αναπαραγωγική (μετά την αναπαραγωγή).

Η διάρκεια αυτών των ηλικιών σε σχέση με τη συνολική διάρκεια ζωής ποικίλλει πολύ στους διάφορους οργανισμούς.

Στο ευνοϊκές συνθήκεςο πληθυσμός περιλαμβάνει όλες τις ηλικιακές ομάδες και διατηρεί ένα σχετικά σταθερό επίπεδο αφθονίας. Η ηλικιακή σύνθεση του πληθυσμού, εκτός από το συνολικό προσδόκιμο ζωής, επηρεάζεται από τη διάρκεια της αναπαραγωγικής περιόδου, τον αριθμό των γενεών ανά εποχή, τη γονιμότητα και τη θνησιμότητα διαφορετικών ηλικιακών ομάδων. Για παράδειγμα, στα βόλια, τα ενήλικα μπορούν να γεννήσουν τρεις φορές το χρόνο ή περισσότερες, και τα νεαρά μπορούν να αναπαραχθούν μετά από 2-3 μήνες.

Συνήθως, στην αρχική περίοδο ανάπτυξης (το προαναπαραγωγικό στάδιο), οι οργανισμοί δεν είναι σε θέση να αναπαραχθούν. Η διάρκεια αυτής της περιόδου σε διαφορετικά είδη ποικίλλει πολύ - από αρκετά λεπτά στους μικροοργανισμούς έως αρκετά χρόνια σε ανθρώπους, πολλά θηλαστικά και δέντρα. Η προαναπαραγωγική περίοδος μπορεί να διαρκέσει για μεγάλο μέρος της ζωής, όπως, για παράδειγμα, στις μύγες (η ανάπτυξη των προνυμφών στο νερό διαρκεί από ένα χρόνο έως αρκετά χρόνια λόγω της μακράς ανάπτυξης των προνυμφών) και σε ένα τζιτζίκι 17 ετών ( το προαναπαραγωγικό στάδιο φτάνει αρκετά χρόνια). Χαρακτηριστικό όμως είναι ότι η αναπαραγωγική περίοδος σε αυτά τα είδη είναι πολύ μικρή (οι μύγες έχουν αρκετές μέρες, ο τζίτζικας λιγότερο από μία εποχή) και η μετα-αναπαραγωγική περίοδος πρακτικά απουσιάζει, όπως σε πολλά άλλα είδη.

Διαφορετική κατάσταση παρατηρείται στους ανθρώπινους πληθυσμούς, καθώς και στα ζώα που διατηρούνται σε τεχνητά δημιουργημένες συνθήκες (κατοικίδια, κατοικίδια, κάτοικοι ζωολογικών κήπων). Τα άτομα σε τέτοιους πληθυσμούς επιβιώνουν μέχρι τη μετα-αναπαραγωγική περίοδο. Στο ΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΑΝΘΡΩΠΟΣΑυτές οι τρεις «ηλικίες» είναι περίπου ίδιες, καθεμία από αυτές αντιπροσωπεύει περίπου το ένα τρίτο της ζωής. Στους πρωτόγονους ανθρώπους, η μετα-αναπαραγωγική περίοδος ήταν πολύ μικρότερη.

Επί του παρόντος, η αναλογία των ηλικιακών οικολογικών ομάδων στον ανθρώπινο πληθυσμό αλλάζει. Ο αριθμός των παιδιών, των εφήβων και των συνταξιούχων αυξάνεται. μη παραγωγικά τμήματα του πληθυσμού. Το ποσοστό των παιδιών κάτω των 15 ετών στις περισσότερες αναπτυσσόμενες χώρες έχει αυξηθεί στο 50%, των ηλικιωμένων άνω των 65 ετών - έως και 15%. Μια τέτοια αλλαγή στην αναλογία των ηλικιακών ομάδων οδηγεί σε αύξηση της επιβάρυνσης του αρτιμελούς τμήματος του πληθυσμού.

Οι φυσικοί πληθυσμοί δεν είναι ένα σύνολο ατόμων που έχουν παγώσει μια για πάντα, αλλά μια δυναμική ενότητα οργανισμών στις σχέσεις. Αλλαγή στο μέγεθος, τη δομή και την κατανομή των πληθυσμών ανάλογα με τις συνθήκες περιβάλλονπου ονομάζεται πληθυσμιακή δυναμική.

Η δυναμική των πληθυσμών σε μια απλοποιημένη έκδοση μπορεί να περιγραφεί με δείκτες όπως η γονιμότητα και η θνησιμότητα. Αυτά είναι τα σημαντικότερα πληθυσμιακά χαρακτηριστικά, με βάση την ανάλυση των οποίων μπορεί κανείς να κρίνει τη σταθερότητα και την προοπτική εξέλιξη του πληθυσμού.

Γονιμότητα - ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά ενός πληθυσμού και ορίζεται ως ο αριθμός των ατόμων που γεννήθηκαν σε έναν πληθυσμό για μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο (ώρα, ημέρα, μήνας, έτος). Ταυτόχρονα, ο όρος "γονιμότητα" χαρακτηρίζει την εμφάνιση ατόμων οποιουδήποτε είδους, ανεξάρτητα από το πώς γεννήθηκαν: είτε πρόκειται για τη βλάστηση σπόρων πλατάνου ή βρώμης, την εμφάνιση μωρών από αυγά σε κοτόπουλο ή χελώνα, τη γέννηση απογόνων σε ελέφαντα, φάλαινα ή άνθρωπο.

Οι οικολόγοι διακρίνουν το μέγιστο ποσοστό γεννήσεων ελλείψει περιοριστικών περιβαλλοντικών παραγόντων (είναι πρακτικά πολύ δύσκολο, αν όχι αδύνατο, να επιτευχθεί αυτό). Υπό μέγιστο ποσοστό γεννήσεων νοείται ως ο θεωρητικά δυνατός μέγιστος ρυθμός σχηματισμού νέων ατόμων υπό ιδανικές συνθήκες. Η αναπαραγωγή των οργανισμών περιορίζεται μόνο από τα φυσιολογικά χαρακτηριστικά τους. Για παράδειγμα, ο θεωρητικός ρυθμός αναπαραγωγής διαφόρων ειδών μπορεί να είναι αρκετά υψηλός σε πολλές περιπτώσεις. Αν λάβουμε ως βάση έναν τέτοιο δείκτη όπως ο χρόνος που χρειάζεται ένα είδος για να συλλάβει ολόκληρη την επιφάνεια της Γης, τότε για το βακτήριο της χολέρας Vibrio choleraeθα είναι 1,25 ημέρες, για τα διάτομα Nitschia putrida- 16,8, για οικιακές μύγες Musca domestica- 366, για ένα κοτόπουλο - περίπου 6.000, για έναν ελέφαντα - 376.000 ημέρες. Έτσι, το μέγιστο ποσοστό γεννήσεων είναι ένας θεωρητικός δείκτης και είναι σταθερός για έναν δεδομένο πληθυσμό.

Σε αντίθεση με τη μέγιστη, οικολογική ή πραγματοποιημένη, γονιμότητα, η γονιμότητα (ή απλά η γονιμότητα) χαρακτηρίζει την αύξηση ή την αύξηση του μεγέθους του πληθυσμού υπό πραγματικές και ειδικές περιβαλλοντικές συνθήκες.

Ο αριθμός των ατόμων που γεννήθηκαν σε συγκεκριμένη ώρα, λέγεται απόλυτη ή ολική γονιμότητα.

Λόγω του γεγονότος ότι η τιμή του απόλυτου ποσοστού γεννήσεων εξαρτάται άμεσα από τον αριθμό των πληθυσμών, οι οικολόγοι καθορίζουν το συγκεκριμένο ποσοστό γεννήσεων. Ειδικό ποσοστό γεννήσεων καθορίζεται από τον αριθμό των ατόμων που γεννήθηκαν σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή ανά άτομο στον πληθυσμό.

Η μονάδα χρόνου μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τον ρυθμό και τον ρυθμό αναπαραγωγής του οργανισμού. Για τα βακτήρια, αυτό μπορεί να είναι μια ώρα, για τα έντομα - μια μέρα ή ένας μήνας, για τα περισσότερα θηλαστικά, αυτή η διαδικασία εκτείνεται για μήνες. Ας υποθέσουμε ότι μια πόλη 100.000 κατοίκων έχει 8.000 νεογέννητα. Το απόλυτο ποσοστό γεννήσεων θα είναι 8.000 ετησίως και το ειδικό ποσοστό γεννήσεων θα είναι 0,08, ή 8%.

Η διαφορά μεταξύ απόλυτης και ειδικής γονιμότητας φαίνεται εύκολα με ένα παράδειγμα. Ένας πληθυσμός 20 πρωτόζωων σε συγκεκριμένο όγκο νερού αυξάνεται με διαίρεση. Μια ώρα αργότερα, ο αριθμός του αυξήθηκε στα 100 άτομα. Στην περίπτωση αυτή, το απόλυτο ποσοστό γεννήσεων θα είναι 80 άτομα ανά ώρα, και το ειδικό ποσοστό γεννήσεων ( μέση ταχύτητααλλαγές στον αριθμό ανά άτομο στον πληθυσμό) - 4 άτομα ανά ώρα με 20 αρχικά.

Θνησιμότητα - το ανταποδοτικό της γονιμότητας. Αυτός είναι ο αριθμός θανάτων σε έναν πληθυσμό ατόμων ανά μονάδα χρόνου. . Όπως και η γονιμότητα, η θνησιμότητα μπορεί να εκφραστεί ως ο αριθμός των ατόμων που πέθαναν κατά τη διάρκεια μιας δεδομένης περιόδου (ο αριθμός των θανάτων ανά μονάδα χρόνου) ή ως ειδική θνησιμότητα για ολόκληρο τον πληθυσμό ή μέρος του. Κατά τον προσδιορισμό της θνησιμότητας ενός πληθυσμού, λαμβάνονται υπόψη όλα τα νεκρά άτομα, ανεξάρτητα από την αιτία θανάτου (είτε πέθαναν σε μεγάλη ηλικία είτε πέθαναν στα νύχια ενός αρπακτικού, δηλητηριασμένοι από φυτοφάρμακα ή πάγωσαν από το κρύο κ.λπ.).

Τι είναι πληθυσμός;

Ορισμός 1

Πληθυσμός είναι ένα σύνολο οργανισμών του ίδιου είδους, που ζουν σε μια δεδομένη περιοχή για μεγάλο χρονικό διάστημα, έχουν μια κοινή γονιδιακή δεξαμενή, καθώς και την ικανότητα εύκολης διασταύρωσης, απομονωμένα σε διάφορους βαθμούς από άλλους πληθυσμούς αυτού του είδους.

Οι οργανισμοί κάθε είδους αντιπροσωπεύονται από πολλούς πληθυσμούς που κατοικούν σε διαφορετικές περιοχές. Μεταξύ πληθυσμών του ίδιου είδους, υπάρχουν διάφορες σχέσεις που υποστηρίζουν το είδος στο σύνολό του. Ωστόσο, εάν για κάποιο λόγο ένας πληθυσμός απομονωθεί από άλλους πληθυσμούς του δικού του είδους, αυτό μπορεί να οδηγήσει στον σχηματισμό ενός νέου είδους ζωντανών οργανισμών. Υπό την επίδραση των περιβαλλοντικών συνθηκών, σχηματίζονται φυσιολογικά, μορφολογικά και συμπεριφορικά χαρακτηριστικά των οργανισμών. Σε αυτή την περίπτωση, οι ιδιότητες των οργανισμών που ανήκουν σε διαφορετικούς πληθυσμούς θα διαφέρουν μεταξύ τους, όσο ισχυρότερες, τόσο πιο ανόμοιες είναι οι συνθήκες του ενδιαιτήματός τους και τόσο πιο αδύναμη είναι η ανταλλαγή ατόμων μεταξύ τους.

Χαρακτηριστικά πληθυσμών

Ένας πληθυσμός δεν είναι μια τυχαία συσσώρευση ατόμων του ίδιου είδους σε μια κοινή περιοχή. Αυτή είναι μια πολύπλοκα οργανωμένη κοινότητα με τη δική της δομή, σύνθεση και πολύπλοκη ιεραρχία συνδέσεων.

Οι ιδιότητες που χαρακτηρίζουν έναν πληθυσμό μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους:

1. βιολογικές ιδιότητες - ιδιότητες εγγενείς σε κάθε οργανισμό που περιλαμβάνεται στον πληθυσμό.
2. ομαδικές (αναδυόμενες) ιδιότητες - ιδιότητες που είναι εγγενείς όχι σε μεμονωμένα άτομα, αλλά στον πληθυσμό ως σύνολο.

Με άλλα λόγια, η ένωση οργανισμών του ίδιου είδους σε έναν πληθυσμό (ομάδα) πραγματοποιείται με βάση τις ποιοτικά νέες, αναδυόμενες ιδιότητές του. Αυτές οι ιδιότητες περιλαμβάνουν:

1. αριθμός;
2. πυκνότητα πληθυσμού;
3. το ποσοστό γεννήσεων των οργανισμών σε έναν πληθυσμό·
4. θνησιμότητα των οργανισμών σε έναν πληθυσμό.

Ορισμός 2

Μέγεθος πληθυσμού είναι ο συνολικός αριθμός ατόμων του ίδιου είδους που κατοικούν σε μια συγκεκριμένη περιοχή.

Το μέγεθος του πληθυσμού αλλάζει με την πάροδο του χρόνου (κατά χρόνια, εποχές, από γενιά σε γενιά) και εξαρτάται από εξωτερικούς και εσωτερικούς παράγοντες.

Παρατήρηση 1

Οι διακυμάνσεις στον αριθμό των ατόμων σε έναν πληθυσμό ονομάστηκαν από τον Ρώσο βιολόγο S.S. Chetverikov «κύματα ζωής».

Οι περιοχές (περιοχές) που καταλαμβάνονται από διαφορετικούς πληθυσμούς μπορεί να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους σε έκταση, επομένως δεν είναι πάντα σκόπιμο να συγκρίνονται οι πληθυσμοί με τον απόλυτο αριθμό ατόμων. Σε τέτοιες περιπτώσεις, το μέγεθος του πληθυσμού εκφράζεται ως πυκνότητα.

Ορισμός 3

Πυκνότητα πληθυσμού - η αναλογία του αριθμού των εκπροσώπων ενός είδους (ή της αντίστοιχης βιομάζας) και του όγκου ή της περιοχής που καταλαμβάνει ο πληθυσμός (βιομάζα) του χώρου.

γονιμότητα- ο αριθμός των νέων κοπών ατόμων που εμφανίστηκαν ανά μονάδα χρόνου ως αποτέλεσμα της αναπαραγωγής. Το ποσοστό γεννήσεων σε έναν πληθυσμό καθορίζεται πρωτίστως βιολογικά χαρακτηριστικάείδη, καθώς και η μέση διάρκεια ζωής ενός ατόμου, η αναλογία των φύλων στον πληθυσμό, η διαθεσιμότητα τροφής, οι καιρικές συνθήκες και μια σειρά από άλλους παράγοντες. Υπάρχουν δύο τύποι γονιμότητας:

1. μέγιστη (απόλυτη ή φυσιολογική) γονιμότητα - ο θεωρητικά επιτρεπτός αριθμός ατόμων που μπορούν να γεννηθούν σε ιδανικές περιβαλλοντικές συνθήκες χωρίς περιοριστικούς παράγοντες, που καθορίζονται μόνο από τις φυσιολογικές δυνατότητες των οργανισμών.
2. οικολογικό (πραγματοποιήσιμο) ποσοστό γεννήσεων - ο αριθμός των ατόμων που γεννήθηκαν σε μια συγκεκριμένη περίοδο σε συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες.

Θνησιμότηταείναι ο αριθμός των ατόμων σε έναν πληθυσμό που πέθαναν σε μια δεδομένη χρονική περίοδο. Εξαρτάται κυρίως από περιβαλλοντικούς παράγοντες και μπορεί να είναι πολύ υψηλό κατά τη διάρκεια φυσικών καταστροφών, σε περιόδους δυσμενών κλιματικών συνθηκών ή κατά τη διάρκεια επιδημιών. Διακρίνω:

1. φυσιολογική θνησιμότητα (θάνατος ατόμου σε ιδανικές συνθήκες ως αποτέλεσμα φυσιολογικής γήρατος).
2. περιβαλλοντική θνησιμότητα (θάνατος ατόμου σε πραγματικές συνθήκες για διάφορους λόγους).

Ένας πληθυσμός είναι μια ιστορικά διαμορφωμένη φυσική συλλογή ατόμων ενός συγκεκριμένου είδους, που συνδέονται μεταξύ τους με ορισμένες σχέσεις και προσαρμογή στη ζωή σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Για πρώτη φορά αυτός ο όρος χρησιμοποιήθηκε από τον V. Johansen το 1903. Ο πληθυσμός έχει μια κοινή γονιδιακή δεξαμενή και καταλαμβάνει μια συγκεκριμένη περιοχή. Η κύρια ιδιότητα ενός πληθυσμού είναι η συνεχής αλλαγή, η κίνηση, η δυναμική του, η οποία επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τη δομική και λειτουργική οργάνωση, την παραγωγικότητα, βιοποικιλότηταςκαι τη σταθερότητα του συστήματος.

πληθυσμός(από τα λατινικά: "populus" - άνθρωποι) είναι μια συλλογή ελεύθερα διασταυρούμενων ατόμων του ίδιου είδους, η οποία υπάρχει για μεγάλο χρονικό διάστημα και καταλαμβάνει ένα ορισμένο μέρος της περιοχής σχετικά με διαφορά από άλλους πληθυσμούς του ίδιου είδους. Ο πληθυσμός είναι η στοιχειώδης δομή του είδους, με τη μορφή του οποίου το είδος υπάρχει στη φύση.

Οι πληθυσμοί ως ομαδοποιήσεις ατόμων έχουν έναν αριθμό συγκεκριμένων δεικτών που δεν είναι χαρακτηριστικοί για κάθε άτομο ξεχωριστά. Καθορίζονται ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά πληθυσμών εξωτερικοί παράγοντες(μάζα / μήκος = πυκνότητα, μάζα / διασπορά = αφθονία, κατανομή, οικολογική δομή). Ταυτόχρονα, διακρίνονται δύο ομάδες ποσοτικών δεικτών - στατικό και δυναμικό.

Η κατάσταση του πληθυσμού επί αυτή τη στιγμήο χρόνος χαρακτηρίζεται από στατικούς δείκτες. Αυτά περιλαμβάνουν τον αριθμό, την πυκνότητα, τη σύνθεση ηλικίας.

Μέγεθος πληθυσμούείναι ο αριθμός των ατόμων ενός συγκεκριμένου είδους σε έναν πληθυσμό σε μια δεδομένη περιοχή. Το μέγεθος του πληθυσμού δεν είναι σταθερό και κυμαίνεται εντός του ενός ή του άλλου ορίου, εξαρτάται από την αναλογία της έντασης της αναπαραγωγής και της θνησιμότητας.

πυκνότητα πληθυσμούείναι το μέγεθος του πληθυσμού ανά μονάδα επιφάνειας ή όγκου. Σε διαφορετικά στάδια κύκλος ζωήςη πυκνότητα μπορεί να κυμαίνεται σημαντικά. Αυτό σχετίζεται άμεσα με δύο άλλους δείκτες του πληθυσμού: τη γονιμότητα και τη θνησιμότητα.

Δυναμικοί δείκτεςΟι πληθυσμοί περιλαμβάνουν γεννήσεις, θανάτους, ανάπτυξη, ρυθμό αύξησης του πληθυσμού.

γονιμότητα- είναι η ικανότητα ενός πληθυσμού να αυξάνεται σε αριθμούς, ανεξάρτητα από το αν αυτό συμβαίνει με την ωοτοκία, τη διαίρεση, την εκβλάστηση, τη βλάστηση από έναν σπόρο ή με άλλο τρόπο. Το πιο ενδεικτικό είναι το ειδικό ποσοστό γεννήσεων, που ορίζεται ως ο αριθμός των ατόμων που εμφανίστηκαν ανά μονάδα χρόνου ανά άτομο στον πληθυσμό (στη δημογραφία, ο υπολογισμός γίνεται ανά γυναίκα αναπαραγωγική ηλικία). Το πραγματικό ποσοστό γεννήσεων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από περιβαλλοντικούς παράγοντες, επομένως είναι πάντα μικρότερο από το μέγιστο ποσοστό γεννήσεων, το οποίο θεωρητικά νοείται ως το μέγιστο ποσοστό γεννήσεων, που καθορίζεται μόνο από τη φυσιολογία των ατόμων με βέλτιστες τιμές όλων των περιβαλλοντικών παραγόντων.

Η γονιμότητα εκφράζεται συνήθως ως ποσοστό που καθορίζεται διαιρώντας τον αριθμό των νεοσύστατων ατόμων σε μια ορισμένη χρονική περίοδο (d = Nn / dt - απόλυτο ποσοστό γεννήσεων) ή τον αριθμό των νέων ατόμων ανά μονάδα πληθυσμού (dNn / Ndt - ειδικό, συγκεκριμένο ποσοστό γεννήσεων), όπου N είναι το μέγεθος του πληθυσμού ή μόνο τμήματα που μπορούν να αναπαραχθούν. Για παράδειγμα, για τους ανώτερους οργανισμούς, το ποσοστό γεννήσεων εκφράζεται ανά γυναίκα και για τον ανθρώπινο πληθυσμό, ανά 1000 άτομα.

Η γονιμότητα μπορεί να είναι μηδενική ή θετική, αλλά ποτέ αρνητική.

Θνησιμότηταχαρακτηρίζει τον θάνατο ατόμων στον πληθυσμό και εκφράζεται με τον αριθμό των ατόμων. Η θνησιμότητα εξαρτάται επίσης από περιβαλλοντικούς παράγοντες και είναι συνήθως πολύ υψηλότερη από την ελάχιστη θνησιμότητα υπό ιδανικές περιβαλλοντικές συνθήκες, η οποία καθορίζεται από τη φυσιολογία ενός δεδομένου τύπου οργανισμού - ακόμη και υπό ιδανικές συνθήκες, τα άτομα θα πεθάνουν σε μεγάλη ηλικία.

Διάκριση ειδικής θνησιμότητας - ο αριθμός των θανάτων σε σχέση με τον αριθμό των ατόμων που αποτελούν τον πληθυσμό. οικολογική, ή πραγματοποιήσιμη, θνησιμότητα - ο θάνατος ατόμων σε συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες (η τιμή δεν είναι σταθερή, αλλάζει ανάλογα με την κατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος και την κατάσταση του πληθυσμού).

Υπάρχει μια ορισμένη ελάχιστη τιμή που χαρακτηρίζει το θάνατο ατόμων υπό ιδανικές συνθήκες, όταν περιοριστικοί παράγοντες δεν επηρεάζουν τον πληθυσμό. Υπό αυτές τις συνθήκες, η μέγιστη διάρκεια ζωής των ατόμων είναι ίση με τη φυσιολογική διάρκεια ζωής τους, η οποία είναι κατά μέσο όρο μεγαλύτερη από την οικολογική διάρκεια ζωής.

Ένα οικοσύστημα είναι η βασική λειτουργική μονάδα της ζωντανής φύσης, η οποία περιλαμβάνει τόσο οργανισμούς όσο και αβιοτικό περιβάλλον, και καθένα από τα μέρη επηρεάζει το άλλο, και και τα δύο είναι απαραίτητα για τη διατήρηση της ζωής όπως υπάρχει στη Γη. Η διττή φύση αυτού του συμπλέγματος τονίστηκε από τον V.N. Ο Σουκάτσεφ στο δόγμα της βιογεωκένωσης.

Το βιοτικό μέρος ενός οικοσυστήματος περιλαμβάνει απαραιτήτως δύο κύρια συστατικά: 1) ένα αυτοτροφικό συστατικό, το οποίο χαρακτηρίζεται από τη στερέωση της φωτεινής ενέργειας, τη χρήση απλών ανόργανων ουσιών και την κατασκευή πολύπλοκων ουσιών. 2) ένα ετερότροφο συστατικό, το οποίο χαρακτηρίζεται από τη χρήση, την αναδιάρθρωση και την αποσύνθεση πολύπλοκων οργανικών ουσιών. Πολύ συχνά οι οργανισμοί που είναι αυτά τα δύο συστατικά χωρίζονται στο διάστημα. είναι διατεταγμένα σε επίπεδα, το ένα πάνω από το άλλο. Ο αυτότροφος μεταβολισμός εμφανίζεται πιο έντονα στην ανώτερη βαθμίδα - την «πράσινη ζώνη», δηλ. όπου η φωτεινή ενέργεια είναι περισσότερο διαθέσιμη και ο ετερότροφος μεταβολισμός επικρατεί στον πυθμένα, στα εδάφη και τα ιζήματα της «καφέ ζώνης», στην οποία συσσωρεύεται οργανική ύλη.

Ως αποτέλεσμα της διασποράς ενέργειας στις τροφικές αλυσίδες και λόγω ενός τέτοιου παράγοντα όπως η εξάρτηση του μεταβολισμού από το μέγεθος των ατόμων, κάθε κοινότητα αποκτά μια ορισμένη τροφική δομή, η οποία μπορεί να εκφραστεί είτε στον αριθμό των ατόμων σε κάθε τροφικό επίπεδο , ή στην στάσιμη καλλιέργεια ή στην ποσότητα ενέργειας που καθορίζεται ανά μονάδα επιφάνειας ανά μονάδα χρόνου σε κάθε διαδοχικό τροφικό επίπεδο. Γραφικά, αυτό μπορεί να αναπαρασταθεί ως πυραμίδα, η βάση της οποίας είναι το πρώτο τροφικό επίπεδο και τα επόμενα σχηματίζουν δάπεδα και την κορυφή της πυραμίδας (3 σχήμα). Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι οικολογικών πυραμίδων - πυραμίδες αριθμών, βιομάζας και ενέργειας.

Κατά τη μελέτη της βιοτικής δομής ενός οικοσυστήματος, οι διατροφικές σχέσεις μεταξύ των οργανισμών είναι ένας από τους σημαντικότερους δείκτες της κατάστασης των πληθυσμών. Είναι δυνατό να ανιχνευθούν αμέτρητοι τρόποι κίνησης της ύλης σε ένα οικοσύστημα, στο οποίο ένας οργανισμός τρώγεται από έναν άλλο, και αυτός ένας προς ένα τρίτο, και ούτω καθεξής.

Η τροφική αλυσίδα είναι η διαδρομή κίνησης της ύλης (πηγή ενέργειας και ΥΛΙΚΟ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ) σε ένα οικοσύστημα από τον έναν οργανισμό στον άλλο. Μια τροφική αλυσίδα είναι μια ακολουθία οργανισμών στους οποίους ο καθένας τρώει ή αποσυνθέτει τον άλλο. Αντιπροσωπεύει το μονοπάτι μιας μονοκατευθυντικής ροής ενός μικρού μέρους της εξαιρετικά αποδοτικής ηλιακής ενέργειας που απορροφάται κατά τη φωτοσύνθεση, η οποία ήρθε στη Γη, κινούμενος μέσα από ζωντανούς οργανισμούς. Τελικά, αυτό το κύκλωμα επιστρέφει στο φυσικό περιβάλλον με τη μορφή θερμικής ενέργειας. Τα θρεπτικά συστατικά κινούνται επίσης κατά μήκος του από τους παραγωγούς στους καταναλωτές και στη συνέχεια στους αποσυνθέτες και στη συνέχεια πίσω στους παραγωγούς.

Έτσι, αποτελείται από τρεις βασικούς κρίκους: παραγωγούς, καταναλωτές και αποικοδομητές. Οι τροφικές αλυσίδες που ξεκινούν με φωτοσυνθετικούς οργανισμούς ονομάζονται αλυσίδες βοσκής και οι αλυσίδες που ξεκινούν με νεκρά υπολείμματα φυτών, πτώματα και ζωικά περιττώματα ονομάζονται αλυσίδες αποβλήτων.

Η θέση κάθε κρίκου στην τροφική αλυσίδα ονομάζεται τροφικά επίπεδα,χαρακτηρίζονται από διαφορετική ένταση ροής ύλης και ενέργειας. Το πρώτο τροφικό επίπεδο αποτελείται πάντα από παραγωγούς, οι φυτοφάγοι καταναλωτές ανήκουν στο δεύτερο τροφικό επίπεδο, τα σαρκοφάγα που ζουν σε βάρος των φυτοφάγων μορφών - στο τρίτο, που καταναλώνουν άλλα σαρκοφάγα - στο τέταρτο, κ.λπ. δείκτης πληθυσμού οικοσυστήματος

Οι αποτριτοφάγοι μπορεί να βρίσκονται στο δεύτερο και υψηλότερο τροφικό επίπεδο.

Συνήθως, υπάρχουν 3-4 τροφικά επίπεδα σε ένα οικοσύστημα. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι ένα σημαντικό μέρος της τροφής που καταναλώνεται δαπανάται για ενέργεια (90-99%), επομένως η μάζα κάθε τροφικού επιπέδου είναι μικρότερη από την προηγούμενη. Σχετικά λίγο (1-10%) πηγαίνει στον σχηματισμό του σώματος του οργανισμού.

Στη φύση, οι τροφικές αλυσίδες σπάνια απομονώνονται η μία από την άλλη. Πολύ πιο συχνά, εκπρόσωποι ενός είδους (φυτοφάγα) τρέφονται με διάφορους τύπους φυτών, ενώ οι ίδιοι χρησιμεύουν ως τροφή για διάφορους τύπους αρπακτικών.

Έτσι, οι τροφικές αλυσίδες δεν είναι απομονωμένες η μία από την άλλη, αλλά είναι στενά αλληλένδετες. Αποτελούν τα λεγόμενα τροφικά πλέγματα. Η αρχή του σχηματισμού τροφικού ιστού είναι η εξής. Κάθε παραγωγός δεν έχει έναν, αλλά πολλούς καταναλωτές. Με τη σειρά τους, οι καταναλωτές, μεταξύ των οποίων κυριαρχούν οι πολυφάγοι, χρησιμοποιούν όχι μία, αλλά πολλές πηγές τροφίμων (Εικόνες 1-2).

Ο τροφικός ιστός είναι ένας πολύπλοκος ιστός τροφικών σχέσεων.

Παρά την ποικιλομορφία των τροφικών αλυσίδων, έχουν γενικά μοτίβα: από τα πράσινα φυτά στους πρωτογενείς καταναλωτές, από αυτούς στους δευτερεύοντες καταναλωτές κ.λπ., μετά στους αποτριτοφάγους. Στην τελευταία θέση βρίσκονται πάντα οι δετριτοφάγοι, κλείνουν την τροφική αλυσίδα.

Σε κάθε στάδιο της μεταφοράς ύλης και ενέργειας μέσω της τροφικής αλυσίδας, χάνεται περίπου το 90% της ενέργειας και μόνο το 1/10 περίπου αυτής περνά στον επόμενο καταναλωτή. Η υποδεικνυόμενη αναλογία στη μεταφορά ενέργειας στους δεσμούς τροφίμων των οργανισμών ονομάζεται αρχή Lindemann.

Διάλεξη 7. Πληθυσμοί: δομή και δυναμική

Η έννοια του πληθυσμού.

Στη φύση, όλοι υπάρχουσα άποψηαντιπροσωπεύει ένα πολύπλοκο σύμπλεγμα ή ακόμα και ένα σύστημα ενδοειδικών ομάδων, που περιλαμβάνουν άτομα με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά δομής, φυσιολογίας και συμπεριφοράς. Μια τέτοια ενδοειδική ένωση ατόμων είναι ένας πληθυσμός.

πληθυσμός(populus - από το λατ. άνθρωποι. πληθυσμός) - μια από τις κεντρικές έννοιες στη βιολογία και δηλώνει ένα σύνολο ατόμων του ίδιου είδους που έχει μια κοινή γονιδιακή δεξαμενή και έχει μια κοινή περιοχή. Είναι το πρώτο βιολογικό σύστημα υπεροργανισμών. Από οικολογική άποψη, δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί σαφής ορισμός του πληθυσμού.

Ο όρος «πληθυσμός» εισήχθη για πρώτη φορά το 1903 από τον Δανό επιστήμονα Johansen για να δηλώσει «ένα φυσικό μείγμα ατόμων του ίδιου είδους, γενετικά ετερογενή».

Η ερμηνεία του Σ.Σ. Σβαρτς, πληθυσμός - μια ομάδα ατόμων, η οποία είναι μια μορφή ύπαρξης ενός είδους και είναι ικανή να αναπτύσσεται ανεξάρτητα επ' αόριστον.

Η κύρια ιδιότητα των πληθυσμών, όπως και των άλλων βιολογικών συστημάτων, είναι ότι βρίσκονται σε συνεχή κίνηση, αλλάζουν συνεχώς. Αυτό επηρεάζει όλες τις παραμέτρους:

παραγωγικότητα,

σταθερότητα,

δομή,

στην κατανομή στο διάστημα.

Η προσαρμοστική ικανότητα ενός πληθυσμού είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των ατόμων που τον αποτελούν. Ο πληθυσμός ως βιολογική μονάδα έχει μια ορισμένη δομή και λειτουργία.

· ΔομήΈνας πληθυσμός χαρακτηρίζεται από τα συστατικά του άτομα και την κατανομή τους στο χώρο.

· Λειτουργίεςοι πληθυσμοί είναι παρόμοιοι με τις λειτουργίες άλλων βιολογικών συστημάτων. Χαρακτηρίζονται από ανάπτυξη, ανάπτυξη, ικανότητα διατήρησης της ύπαρξης σε συνεχώς μεταβαλλόμενες συνθήκες.

Τύποι πληθυσμού

Χωρικές υποδιαιρέσεις πληθυσμών

Ο χώρος ή η περιοχή που καταλαμβάνει ένας πληθυσμός μπορεί να είναι διαφορετικός τόσο για διαφορετικά είδη όσο και εντός του ίδιου είδους. Το μέγεθος του πληθυσμιακού εύρους καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από την κινητικότητα των ατόμων ή ακτίνα ατομικής δραστηριότητας.Εάν η ακτίνα της ατομικής δραστηριότητας είναι μικρή, το μέγεθος του εύρους του πληθυσμού είναι συνήθως επίσης μικρό (Πίνακας 7.1).

Πίνακας 7.1

Η τιμή της ακτίνας ατομικής δραστηριότητας ζώων και φυτών

(σύμφωνα με τον A.V. Yablokov, A.G. Yusufov, 1976)

Στα φυτά, η ακτίνα της ατομικής δραστηριότητας καθορίζεται από την απόσταση στην οποία η γύρη, οι σπόροι ή τα βλαστικά μέρη μπορούν να εξαπλωθούν, ικανά να δημιουργήσουν ένα νέο φυτό.

Σε πολλές άλλες περιπτώσεις τροφικό εύροςδεν ταιριάζει με αναπαραγωγή.Έτσι, παρά την τεράστια τροφική περιοχή του λευκού πελαργού (Ciconia alba), που ζει στην Ευρώπη και το χειμώνα - στην Αφρική, κάθε ζευγάρι πουλιών συνήθως επιστρέφει στην περιοχή της παλιάς φωλιάς του και στον πληθυσμό των πελαργών, αν και αναμειγνύονται σε μέρη που διαχειμάζουν, αλλά κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγής καταλαμβάνουν μια σχετικά μικρή έκταση.

Ανάλογα με το μέγεθος της κατεχόμενης επικράτειας, ο N.P. Naumov (1963) διακρίνει τρεις τύπους πληθυσμών: στοιχειώδες, οικολογικό και γεωγραφικό (Εικ. 7.1)..

ΣτοιχειώδηςΈνας (τοπικός) πληθυσμός είναι μια συλλογή ατόμων του ίδιου είδους που καταλαμβάνουν μια μικρή περιοχή μιας ομοιογενούς περιοχής. Μεταξύ τους υπάρχει συνεχής ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ. Ένα από τα πολλά κοπάδια ψαριών του ίδιου είδους στη λίμνη. μικροομάδες κρίνου της κοιλάδας Keiske στο δάσος με λευκές σημύδες, που αναπτύσσονται στις βάσεις των δέντρων και σε ανοιχτούς χώρους.

Οικολογικόςπληθυσμός - ένα σύνολο στοιχειωδών πληθυσμών, ενδοειδικών ομάδων που περιορίζονται σε συγκεκριμένες βιοκαινώσεις. Τα φυτά του ίδιου είδους σε μια κένωση ονομάζονται συμπληθυσμός. Η ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών μεταξύ τους συμβαίνει αρκετά συχνά.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ. Ψάρια του ίδιου είδους σε όλα τα σμήνη μιας κοινής δεξαμενής· πληθυσμοί σκίουρων σε δάση πεύκου, ελάτης και πλατύφυλλων μιας περιοχής

Γεωγραφικός πληθυσμός - ένα σύνολο οικολογικών πληθυσμών που κατοικούν γεωγραφικά παρόμοιες περιοχές. Οι γεωγραφικοί πληθυσμοί υπάρχουν αυτόνομα, το εύρος τους είναι σχετικά απομονωμένο, η ανταλλαγή γονιδίων συμβαίνει σπάνια - σε ζώα και πτηνά - κατά τη μετανάστευση, στα φυτά - όταν μεταφέρουν γύρη, σπόρους και καρπούς. Σε αυτό το επίπεδο διακρίνεται ο σχηματισμός γεωγραφικών φυλών, ποικιλιών, υποειδών.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ. Γνωστές είναι οι γεωγραφικές φυλές της Πεύκης Dahurica (Larix dahurica): δυτικές (δυτικά της Λένας (L. dahurica ssp. dahurica) και ανατολικές (ανατολικά της Λένας, που απομονώνονται στο L. dahurica ssp. cajanderi), βόρειες και νότιες φυλές των Κουρίλων λάριξ.

Το είδος «κοινός σκίουρος» έχει περίπου 20 γεωγραφικούς πληθυσμούς, ή υποείδη. Οι ζωολόγοι διακρίνουν μεταξύ των πληθυσμών της τούνδρας και της στέπας στο στενό κρανίο (Microtis gregalis

Οι γεωγραφικοί πληθυσμοί από αυτές και άλλες περιοχές έχουν σημαντικές διαφορές στη φυσιολογία και το μέγεθος των ζώων. Οι τούνδρα, σε αντίθεση με τη στέπα, είναι μεγαλύτερες, αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται πολύ νωρίτερα, έχουν μεγαλύτερη γονιμότητα και συσσωρεύουν περισσότερο λίπος. Οι διαφορές είναι τόσο ξεκάθαρες που πολύς καιρόςεξέτασε αυτές τις ομάδες ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ. Ωστόσο, πειράματα έχουν δείξει ότι και οι δύο μορφές βολβών διασταυρώνονται εύκολα και παράγουν γόνιμους απογόνους, επομένως ανήκουν στο ίδιο είδος.

Κύρια χαρακτηριστικά των πληθυσμών

Ο αριθμός και η πυκνότητα είναι οι κύριες παράμετροι του πληθυσμού.

πληθυσμός- ο συνολικός αριθμός ατόμων σε μια δεδομένη περιοχή ή σε έναν δεδομένο όγκο.

Πυκνότητα- τον αριθμό των ατόμων ή τη βιομάζα τους ανά μονάδα επιφάνειας ή όγκου. Στη φύση, υπάρχουν συνεχείς διακυμάνσεις στην αφθονία και την πυκνότητα.

Χωρική κατανομήΤα άτομα σε πληθυσμούς είναι τυχαία, ομαδικά και ομοιόμορφα (Εικ. 7.2).

Ρύζι. 7.2. Οι κύριοι τύποι κατανομής ατόμων στον πληθυσμό:

Α - ομοιόμορφη κατανομή. Β - τυχαία κατανομή. B - ομαδική διανομή (σύμφωνα με το Odum, 1986)

Τυχαίος(διάχυτη) κατανομή - άνιση, παρατηρείται σε ομοιογενές περιβάλλον. οι σχέσεις μεταξύ των ατόμων εκφράζονται ασθενώς. Η τυχαία κατανομή είναι χαρακτηριστική των πληθυσμών στην αρχική περίοδο εγκατάστασης. πληθυσμούς φυτών που βιώνουν έντονη καταπίεση από το εξωτερικό, πληθυσμούς ζώων στους οποίους η κοινωνική σύνδεση εκφράζεται ασθενώς.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ. Στο αρχικά στάδιαοικισμοί και εμφύτευση - παράσιτα εντόμων στο χωράφι. σπορόφυτα πρωτοποριακών ειδών: ιτιές, πεύκες κ.λπ., σε διαταραγμένες περιοχές (ορεινές οροσειρές, λατομεία).

ομάδαΗ διανομή εμφανίζεται πιο συχνά. αντανακλά την ετερογένεια των συνθηκών διαβίωσης ή τα διαφορετικά γενετικά (ηλικιακά) πρότυπα του πληθυσμού. Παρέχει τη μεγαλύτερη σταθερότητα του πληθυσμού.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ. Όσο ομοιογενής κι αν φαίνεται η δομή του δάσους, δεν έχει τόσο ομοιόμορφη κατανομή της φυτικής κάλυψης όπως σε χωράφι ή σε χλοοτάπητα. Όσο πιο έντονο είναι το μικροανάγλυφο, το οποίο καθορίζει το μικροκλίμα στη δασική κοινότητα, τόσο πιο έντονη είναι η ανομοιόμορφη ηλικία της συστάδας. Τα φυτοφάγα ζώα ενώνονται σε κοπάδια για να αντισταθούν με μεγαλύτερη επιτυχία στους αρπακτικούς εχθρούς. Ο ομαδικός χαρακτήρας είναι χαρακτηριστικός των καθιστικών και των μικρών ζώων. Τέτοιοι είναι οι πληθυσμοί των χερσαίων μαλακίων, πολλά αμφίβια.

Στολήη τοποθέτηση στη φύση είναι σπάνια. Χαρακτηρίζει δευτερεύουσες δασικές συστάδες άρτιας ηλικίας μετά το κλείσιμο της κόμης και την εντατική αυτο-αραίανση. αραιές συστάδες που αναπτύσσονται σε ομοιογενές περιβάλλον. ανεπιτήδευτα φυτά των κατώτερων βαθμίδων.

Τα περισσότερα αρπακτικά ζώα που οδηγούν ενεργό τρόπο ζωής χαρακτηρίζονται επίσης από ομοιόμορφη κατανομή αφού εγκατασταθούν και καταλάβουν ολόκληρη την περιοχή κατάλληλη για ζωή.

Δυναμική του πληθυσμούκαι πυκνότητακαθορίζεται κυρίως γεννήσεων, θανάτων και μεταναστευτικών διαδικασιών . Αυτοί είναι δείκτες που χαρακτηρίζουν την αλλαγή του πληθυσμού σε μια ορισμένη περίοδο: μήνα, εποχή, έτος κ.λπ. Η μελέτη αυτών των διεργασιών και των αιτίων τους είναι πολύ σημαντική για την πρόβλεψη της κατάστασης των πληθυσμών.

γονιμότητα- είναι η ικανότητα ενός πληθυσμού να αυξάνεται σε αριθμούς. Χαρακτηρίζει τη συχνότητα εμφάνισης νέων ατόμων στον πληθυσμό Διάκριση απόλυτης και ειδικής γονιμότητας. Απόλυτη γονιμότηταείναι ο αριθμός των νέων ατόμων που εμφανίστηκαν ανά μονάδα χρόνου, και συγκεκριμένα- τον ίδιο αριθμό, αλλά σχετίζεται με συγκεκριμένο αριθμό ατόμων.

Για παράδειγμα, ένας δείκτης του ειδικού ποσοστού γεννήσεων ενός ατόμου είναι ο αριθμός των παιδιών που γεννήθηκαν ανά 1000 άτομα κατά τη διάρκεια του έτους.

Η γονιμότητα καθορίζεται από πολλούς παράγοντες: περιβαλλοντικές συνθήκες, διαθεσιμότητα τροφής, βιολογία ειδών (ποσοστό εφηβείας, αριθμός γενεών κατά τη διάρκεια της εποχής, αναλογία αρσενικών και θηλυκών στον πληθυσμό).

Σύμφωνα με τον κανόνα του μέγιστου ποσοστού γεννήσεων (αναπαραγωγή), υπό ιδανικές συνθήκες, εμφανίζεται ο μέγιστος δυνατός αριθμός νέων ατόμων στους πληθυσμούς. ο ρυθμός γεννήσεων περιορίζεται από τα φυσιολογικά χαρακτηριστικά του είδους.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ. Η πικραλίδα σε 10 χρόνια μπορεί να γεμίσει ολόκληρη Γημε την προϋπόθεση ότι όλοι οι σπόροι του φυτρώσουν. Ιτιές, λεύκες, σημύδες, λεύκες και τα περισσότερα ζιζάνια παράγουν εξαιρετικά άφθονους σπόρους. Τα βακτήρια διαιρούνται κάθε 20 λεπτά και μέσα σε 36 ώρες μπορούν να καλύψουν ολόκληρο τον πλανήτη σε ένα συνεχές στρώμα.

ΘνησιμότηταΟι πληθυσμοί είναι ο αριθμός των ατόμων που πέθαναν σε μια δεδομένη περίοδο. Η θνησιμότητα, όπως και η γονιμότητα, είναι απόλυτη (ο αριθμός των ατόμων που πέθαναν σε συγκεκριμένο χρόνο) και συγκεκριμένη. Χαρακτηρίζει το ποσοστό μείωσης του πληθυσμού από θανάτους λόγω ασθενειών, γήρατος, αρπακτικών ζώων, έλλειψη τροφής και παιχνίδια πρωταγωνιστικός ρόλοςστη δυναμική του πληθυσμού.

Υπάρχουν τρεις τύποι θνησιμότητας:

Το ίδιο σε όλα τα στάδια ανάπτυξης. σπάνια, σε βέλτιστες συνθήκες.

Αυξημένη θνησιμότητα σε νεαρή ηλικία. χαρακτηριστικό των περισσότερων ειδών φυτών και ζώων (στα δέντρα, λιγότερο από το 1% των φυταρίων επιβιώνει μέχρι την ηλικία της ωρίμανσης, στα ψάρια - 1-2% των γόνου, στα έντομα - λιγότερο από το 0,5% των προνυμφών).

Υψηλός θάνατος σε μεγάλη ηλικία. συνήθως παρατηρείται σε ζώα των οποίων τα προνυμφικά στάδια λαμβάνουν χώρα σε ευνοϊκές μικρές μεταβαλλόμενες συνθήκες: έδαφος, ξύλο, ζωντανοί οργανισμοί.

Στην οικολογία, η γραφική κατασκευή των «καμπυλών επιβίωσης» (Εικ. 7.3) έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη.

Ρύζι. 7.3. Διαφορετικοί τύποι καμπυλών επιβίωσης

Η καμπύλη τύπου Ι (τύπου Drosophila) έχει κυρτό σχήμα. Περιγράφει μια κατάσταση όπου παρατηρείται υψηλή θνησιμότητα ενηλικιότητα. Αυτό είναι χαρακτηριστικό για τις μύγες των φρούτων, τις μύγες και άλλα έντομα, τα οποία αμέσως μετά την αναχώρηση της νύμφης αφήνουν απογόνους και πεθαίνουν. Οι καμπύλες επιβίωσης για μεγάλα θηλαστικά πλησιάζουν την καμπύλη Τύπου Ι.

Η καμπύλη τύπου II (τύπος ύδρας) είναι χαρακτηριστική για οργανισμούς με ομοιόμορφη θνησιμότητα σε οποιαδήποτε ηλικία. Στο γράφημα, αυτό αντιστοιχεί σε μια ευθεία γραμμή. Τέτοιοι τύποι καμπυλών είναι τυπικοί για τα ψάρια, τα ερπετά, τα πουλιά, τα ποώδη πολυετή φυτά κ.λπ., με μόνη προειδοποίηση ότι η ανάγνωση είναι από οργανισμούς που έχουν ήδη περάσει τα πιο ευάλωτα στάδια της ανάπτυξής τους.

Η καμπύλη τύπου III (τύπος στρειδιού) έχει κοίλο σχήμα. Είναι χαρακτηριστικό για οργανισμούς που πεθαίνουν κυρίως στα αρχικά στάδια της ζωής τους. Τα στρείδια οδηγούν έναν προσκολλημένο τρόπο ζωής στην ενήλικη ζωή και οι προνύμφες τους είναι πλαγκτονικές. Είναι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου που είναι πιο ευάλωτοι. Σε άτομα που έχουν περάσει με επιτυχία το στάδιο της προνύμφης, η πιθανότητα επιβίωσης είναι πολύ αυξημένη. Αυτός ο τύπος καμπύλης επιβίωσης είναι χαρακτηριστικός πολλών ζώων με υψηλή γονιμότητα και έλλειψη φροντίδας για τους απογόνους.

Σχεδιάζοντας τη διάρκεια ζωής ως ποσοστό της συνολικής διάρκειας ζωής στον άξονα της τετμημένης, μπορεί κανείς να συγκρίνει τις καμπύλες επιβίωσης των οργανισμών των οποίων η διάρκεια ζωής ποικίλλει πολύ. Με βάση τέτοιες καμπύλες, είναι δυνατό να προσδιοριστούν οι περίοδοι κατά τις οποίες ένα συγκεκριμένο είδος είναι ιδιαίτερα ευάλωτο. Επειδή η θνησιμότητα είναι πιο ασταθής και εξαρτάται περισσότερο από περιβαλλοντικούς παράγοντες παρά από τη γονιμότητα, παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση του πληθυσμού.

Σταθεροί, αυξανόμενοι και μειούμενοι πληθυσμοί. Ο πληθυσμός προσαρμόζεται στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες ενημερώνοντας και αντικαθιστώντας άτομα, δηλ. διαδικασίες γέννησης (ανανέωσης) και μείωσης (θάνατος), που συμπληρώνονται από διαδικασίες μετανάστευσης.

ΣΤΟ σταθερό πληθυσμό Τα ποσοστά γεννήσεων και θανάτων είναι κοντά και ισορροπημένα. Μπορεί να μην είναι σταθερές, αλλά η πυκνότητα του πληθυσμού διαφέρει ελαφρώς από κάποια μέση τιμή. Σε αυτή την περίπτωση, η εμβέλεια του είδους ούτε αυξάνεται ούτε μειώνεται.

ΣΤΟ αυξανόμενο πληθυσμότο ποσοστό γεννήσεων υπερβαίνει το ποσοστό θνησιμότητας. Οι αυξανόμενοι πληθυσμοί χαρακτηρίζονται από εστίες μαζικής αναπαραγωγής, ειδικά σε μικρά ζώα ( ακρίδα, σκαθάρι της πατάτας του Κολοράντο, τρωκτικά, κοράκια, σπουργίτια. από φυτά - αμβροσία, αγριόχορτο, πικραλίδα).

Συχνά, οι πληθυσμοί μεγάλων ζώων αυξάνονται υπό συνθήκες προστατευόμενου καθεστώτος ( άλκες στο καταφύγιο Magadan, στην Αλάσκα, ελέφαντες μέσα ΕΘΝΙΚΟ ΠΑΡΚΟΚενύα.)Όταν ο συνωστισμός των ζώων (συνήθως συμπίπτει με την επίτευξη της εφηβείας των νεαρών ζώων), αρχίζει η μετανάστευση σε γειτονικές ελεύθερες περιοχές.

Εάν το ποσοστό θνησιμότητας υπερβαίνει το ποσοστό γεννήσεων, τότε θεωρείται ένας τέτοιος πληθυσμός φθίνουσαΕΓΩ. ΣΤΟ φυσικό περιβάλλονμειώνεται σε ένα ορισμένο όριο, και τότε ο ρυθμός γεννήσεων (γονιμότητα) αυξάνεται ξανά και ο πληθυσμός από τη μείωση αυξάνεται. Τις περισσότερες φορές, πληθυσμοί ανεπιθύμητων ειδών αυξάνονται υπερβολικά, πληθυσμοί σπάνιων, λειψάνων, πολύτιμων, τόσο οικονομικά όσο και αισθητικά, μειώνονται.

Η έννοια του πληθυσμού στην οικολογία

ΔΙΑΛΕΞΗ №4

ΘΕΜΑ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ

ΣΧΕΔΙΟ:

1. Η έννοια του πληθυσμού στην οικολογία.

2. Κύρια χαρακτηριστικά του πληθυσμού.

3. Δομή πληθυσμών.

3.1. Χωρική και ηθολογική δομή πληθυσμών.

3.2. Φύλο και ηλικιακή δομή του πληθυσμού.

4. Δυναμική πληθυσμού.

4.1. καμπύλες επιβίωσης.

4.2. Αύξηση πληθυσμού και καμπύλες ανάπτυξης.

4.3. πληθυσμιακές διακυμάνσεις.

γονιμότητα- (γονιμότητα) καθορίζεταιο αριθμός των νέων ατόμων που εμφανίστηκαν ανά μονάδα χρόνου ως αποτέλεσμα της αναπαραγωγής. Η χαμηλή γονιμότητα είναι χαρακτηριστική των ειδών που φροντίζουν πολύ τους απογόνους τους. Επιπλέον, η γονιμότητα εξαρτάται από το ρυθμό ωρίμανσης, τον αριθμό των γενεών ανά έτος, την αναλογία αρσενικών και θηλυκών στον πληθυσμό, τη διαθεσιμότητα τροφής, την επιρροή καιρικές συνθήκεςκαι άλλους παράγοντες.

Θνησιμότητα πληθυσμού- αυτό είναιο αριθμός των ατόμων που πέθαναν σε μια δεδομένη περίοδο. Υπάρχουν τρεις τύποι θνησιμότητας. Το πρώτο χαρακτηρίζεται από την ομοιότητα σε όλες τις ηλικίες. το δεύτερο - αυξημένος θάνατος ατόμων στα αρχικά στάδια ανάπτυξης. ο τρίτος τύπος χαρακτηρίζεται από αυξημένο θάνατο ενηλίκων (ηλικιωμένων) ατόμων.

Οι παράγοντες θνησιμότητας ποικίλλουν. Αυτές είναι κυρίως: φυσικές συνθήκες (χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες, έντονες βροχοπτώσεις, ξηρασία κ.λπ.), βιολογικοί παράγοντες (έλλειψη τροφής, ασθένειες κ.λπ.) και ανθρωπογενείς (περιβαλλοντική ρύπανση, αποψίλωση δασών, κυνήγι κ.λπ.).