Динамика численности популяций и их саморегуляция

В природных экосистемах изменения численности и плотности популяции в основном определяются соотношением рождаемости и смертности, на которые оказывают влияние абиотические и биотические факторы. Определенное значение имеют также миграционные процессы. В оптимальных условиях при наличии всех необходимых для развития популяции ресурсов (при максимальной рождаемости и минимальной смерт­ности) скорость роста ее всегда принимает положительное значение, так как численность потомства обычно во много раз превышает численность родителей. Численность популяции в этих условиях, т. е. при отсутствии сопротивления среды, под которыми в экологии понимают любое небла­гоприятное воздействие, увеличивается в геометрической (экспоненциальной) зависимости, а в самой популяции устанавливается стабильная возрастная структура (рис. 19.3).

Указанная способность к экспоненциальному росту численности популяции в оптимальных условиях среды свойственна всем живым организмам. Так, дрожжевые клетки, при наличии условий для полной реали­зации присущего им биотического потенциала, могли бы освоить всю поверхность земного шара за несколько часов. Крупным организмам потребовалось бы для этого несколько десятилетий или столетий. Однако биотиче­ский потенциал реализуется организмами со значительной степенью только в отдельных случаях и лишь в течение короткого времени. Обычно же в природных популяциях экспоненциальный рост их численности постепенно тормозится вследствие увеличения сопротивления среды; истощения жизненных ресурсов, и т. п. Когда численность достигнет предельной величины, воз­можной в данных условиях, рост популяции вовсе прекращается.

Графически динамика численности популяции при увеличении со­противления среды выражается S-образной (логистической) кривой (рис. 19.3, Б). В дальнейшем числен­ность составляющих популяцию особей колеблется на уровне, соответствующем поддерживающей емкости среды, т. е. того максималь­ного количества особей, которое может существовать в данных услови­ях в течение неопределенно долгого времени. Причиной таких колебаний численности популяции служит регулирующее влияние абиотиче­ских и биотических факторов.

Действие абиотических факторов (температура, влажность, освещенность и т. п.) на численность популя­ции не зависит от ее плотности. Например, наступление холодов снижает численность личинок комаров в однотипных водоемах примерно до одинакового уровня, независимо от исходной их плотности. При этом ко­лебания численности популяций, обусловленные действием абиотических факторов, обычно отличаются значительной амплитудой. Они характерны для несбалансированных со средой популяций, образованных быстроразмиожающимися организмами с коротким периодом индивидуального развития, которые населяют эфемерные (недолговечные) места оби­тания. Интенсивно размножаясь в благоприятных условиях, например во временных водоемах, такие популя­ции быстро достигают высокой численности, а впоследствии вытесняются бо­лее конкурентоспособными видами или погибают под влиянием изменившихся абиотических факторов.

Влияние биотических факторов (межвидовая и внутривидовая кон­куренция, хищничество, парази­тизм и др.) на динамику численно­сти популяции зависит от ее плотно­сти. При этом, чем значительнее численность особей, составляющих популяцию, тем сильнее действуют механизмы, обусловливающие ее снижение. Примерами действия та­ких регулирующих факторов на межвидовом уровне служит увели­чение числа хищников при возрастании численности популяций их жертв. Внутривидовые (внутрипопуляционные) механизмы, ограничи­вающие численность популяции, могут проявляться в ослаблении ча­сти ее особей и выключении их размножения. Такое явление наблюда­ется в популяциях птиц, грызунов, насекомых и других животных. Внутривидовая конкуренция иногда может принимать весьма жесткие формы, как, например, при самоизреживании леса. Из нескольких со­тен тысяч молодых растений на 1 га на стадии всходов, остаются лишь несколько сот деревьев в возрасте 50—100 лет. Колебания численно­сти популяций, обусловленные дей­ствием биотических факторов, осо­бенно характерны для организмов с высоким уровнем организации (мно­гие позвоночные), населяющих ста­бильные места обитания. Популя­ции таких животных получили на­звание равновесных, поскольку они находятся в состоянии, близком к равновесию со средой обитания. Их численность более или менее соот­ветствует поддерживающей емкости среды и обычно лишь незначительно изменяется во времени. Таким образом, динамика численности популяции любых организмов в каждый данный момент может реализовываться по самым разнообразным и специфичным для каждого вида каналам.

Экологические системы

Поиск по сайту: