Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Динаміка чисельності й біомаси популяцій



Основна закономірність самовідтворення популяцій полягає в постійній тенденції до підвищення чисельності й біомаси особин. Їхня кількість може бути в середньому високою при невеликих або значних коливаннях рівня чисельності популяцій, аж до таких, коли спалахи масового розвитку гідробіонтів змінюються періодами їхнього існування тільки у формі спочиваючих стадій. Середовище, змінюючись, стає більш, або менш сприятливим для даної популяції, і її чисельність пристосовано змінюється, чим досягається максимальна утилізація сприятливих умов. Паралельно збільшенню чисельності особин у сприятливих умовах прискорюється їхній ріст, і в результаті цих двох процесів сумарна біомаса популяції різко зростає. З погіршенням умов існування чисельність і біомаса популяцій падають, тобто їхнє відтворення звужується до ступеня, що відповідає конкретним можливостям. Таким чином, динаміка популяцій видів має пристосувальне значення, і її характер являє собою один з найважливіших ознак, що інтегрально відбиває специфіку взаємозв'язку популяції із середовищем. Динаміка популяцій є немов би фокусом, у якому відбиваються всі її екологічні особливості.

Тип динаміки популяцій визначається характером взаємодії взаємозалежних процесів розмноження, росту, розвитку й елімінації особин. Внаслідок того, що збиток і поповнення популяцій у різні відрізки часу мають різну кількісну виразність, чисельність виду виявляє ті або інші коливання, або флуктуацію. Флуктуації тим сильніше, чим коротше життєвий цикл організмів і чим менш стабільне їхнє середовище. Зі збільшенням тривалості життя гідробіонтів їхні популяції утворюються зростаючим числом різновікових поколінь, і різке скорочення чисельності одного з них нівелюється врожайністю інших. Основний чинник, що обмежує наростання популяцій – забезпеченість їжею. Звичайно, це не применшує ролі інших факторів: нестачі кисню, суворих температурних умов, виїдання, зараженості паразитами й багатьох інших. Але кількість їжі – найбільш універсальний регулятор чисельності, тому що організми можуть пристосуватися до багатьох несприятливих умов, але тільки не до відсутності їжі. Тому на погіршення кормових умов популяція реагує зниженням своєї чисельності. Наприклад, з вичерпанням біогенів, потрібних для харчування водоростей, чисельність їх після весняного спалаху починає різко падати, а слідом за цим зменшуються популяції рачків і інших планктонтів, що живуть за рахунок фітопланктону. До найважливіших факторів, що визначають величину популяції, крім їжі відноситься виїдання особин, особливо у випадку їхньої слабкої захищеності від ворогів, а також конкретні абіотичні умови, що складаються у водоймах. Чисельність і біомаса популяцій можуть мінятися періодично або аперіодично. Перший тип змін пов'язаний зі зрушеннями в умовах існування, що не повторюються в часі з певною послідовністю. Різкі зміни освітленості й температури в суміжні дні, випадіння опадів, шторми й інші події, виникнення яких не пов'язана з певними термінами, можуть сприяти відтворенню популяцій або зумовлювати її збиток. Подібне значення може мати зміна режиму водойм під впливом людини: зарегулювання стоку рік, вилучення води на зрошення, підігрів вод тепловими станціями та ін. Більш істотне значення мають зміни чисельності й біомаси популяцій, які мають коливальний характер. Це, насамперед, ті, які пов'язані з геофізичними циклами (добова, сезонна й річна динаміка), циклами Місяця й Сонця. Дуже часто вони виникають при взаємодії взаємозалежних популяцій (хижак – жертва, хазяїн – паразит та ін.) або періодичних впливів людини.

Добова динаміка

Добові зміни чисельності й біомаси простежуються в популяціях дрібних організмів з дуже коротким життєвим циклом – бактерій, одноклітинних водоростей і найпростіших, у яких є добова ритміка розмноження або смертності. Внаслідок переважного розмноження у світлий час доби й загибелі в темний час сумарна кількість водоростей вдень часто в 2–3 рази більше, ніж уночі. Добова динаміка чисельності добре простежується й у бактерій. Відоме значення має й пригнічення розмноження бактерій метаболітами водоростей, що активно діляться вдень. Добовою ритмікою харчування ряду тварин може обумовлюватися відповідна динаміка чисельності найпростіших і інших дрібних гідробіонтів з коротким циклом розвитку.

Сезонна динаміка

Сезонні коливання чисельності й біомаси популяцій водних організмів в основному пов'язані зі зміною інтенсивності сонячної радіації як безпосереднього джерела енергії для фотосинтезуючих рослин і як фактора, що впливає на терміку водойм. Зміни в кількості падаючого світла, обумовлюючи періодичність розвитку водоростей, визначають і циклічність динаміки чисельності тварин, що харчуються рослинами.

Сезонна динаміка планктонних водоростей. Динаміка чисельності й біомаси водоростей визначається головним чином сезонними змінами освітленості, кількості живильних солей, температури, вертикальної стійкості водних мас, а також ритмікою виїдання водоростей тваринами. Сезонні зміни освітленості збільшуються в напрямку високих широт, і відповідно до цього різкіше різниця в кількісному багатстві фітопланктону з переходом від весни до літа, осені й зимі. По мірі розвитку фітопланктону вода збіднюється живильними солями, і чисельність водоростей починає знижуватися. Наступне накопичення біогенів супроводжується новим збільшенням кількості водоростей. У тих випадках, коли кількість живильних солей має не один, а кілька максимумів протягом періоду вегетації, в розвитку фітопланктону спостерігається відповідне число спалахів. Як правило, в тропічних і помірних морях простежуються два піки чисельності водоростей, які із просуванням у високі широти усе більше зближуються один з одним у часі. У високоарктичних водах через стислість вегетаційного періоду спостерігається тільки один пік чисельності водоростей. У морях чітко простежується залежність чисельності водоростей від вертикальної стійкості водних мас. З одного боку, перемішування водних мас у вертикальному напрямку сприятливо для розвитку водоростей, тому що забезпечує поповнення поверхневих шарів біогенами за рахунок їхнього виносу із глибин. З іншого боку, вертикальні течії води можуть заносити водорості на такі глибини, де світла для них недостатньо. Чим товще шар води, у якому розосереджені водорості, тим менше світла вони можуть утилізувати, оскільки частина його із просуванням углиб поглинається водою. Крім цього, життєдіяльність вертикально переміщуваних водоростей пригнічується і в іншому відношенні: вони не можуть придбати температурних і світлових адаптацій, що підвищують ефективність фотосинтезу. Такі властивості виробляються тільки в умовах чіткої вертикальної стратифікації водної маси. Внаслідок цього, наприклад, у прибережних водах цвітіння фітопланктону починається раніше, оскільки тут швидше встановлюється відповідна стратифікація. Прибережні води, що опрісняються стоком із суши і завдяки цьому мають меншу густину, по мірі танення снігів тонким шаром розливаються по поверхні більше солоних вод. В результаті утворюється розшарування товщі води, область поширення якого розширюється в напрямку від прибережжя у відкрите море, відповідно чому в цвітіння послідовно включаються все нові, більше віддалені від берега ділянки моря. Розтіканням поталої води по поверхні солоної й утворенням за цей рахунок стратифікації пояснюється інтенсивний розвиток водоростей у кромки льоду, що тане, і являє собою «фальшивий берег». Порушенням стратифікації води можна пояснити й несприятливу дія штормів на розвиток фітопланктону.

Сезонна динаміка планктонних тварин. Сезонні коливання біомаси й чисельності популяцій планктонних тварин пов'язані головним чином з періодичністю масової появи у водоймах водоростей і інших рослин, що 52

являють собою їжу для організмів зоопланктону. Коливання терміки являють собою другий важливий фактор, що визначає сезонність зміни чисельності планктонних тварин. Третій найважливіший фактор динаміки зоопланктону – сезонність його виїдання рибами та іншими тваринами. Оскільки більшість планктонних тварин рослиноїдні, зоопланктон збагачується кількісно тільки після масової появи водоростей, причому з деяким запізненням. У самому зоопланктоні рослиноїдні форми з'являються в масовій кількості раніше зоопланктофагів, а наявність останніх являє собою передумову підвищення чисельності хижаків, що живуть за рахунок м'ясоїдних планктонних тварин. Із просуванням у високі широти тривалість вегетаційного сезону водоростей знижується, відповідно скорочуються й періоди високої чисельності зоопланктону. Паралельно цьому зростають сезонні коливання кількості зоопланктону, які порівняно невеликі в низьких широтах і більш різкі у високих. У деяких випадках масова поява водоростей супроводжується пригніченням зоопланктону. У ставках неодноразово спостерігалося зниження чисельності веслоногих рачків і коловерток у періоди масової появи синьо-зеленої водорості Aphanizomenon. Очевидно, негативно впливають на зоопланктон високі концентрації деяких метаболітів, що створюються під час масової появи водоростей.

Багатство зоопланктону різко зростає в періоди розмноження донних тварин за рахунок появи їх пелагічних личинок після весняного спалаху фітопланктону. Личинки живуть у товщі води від декількох тижнів, у водоймах високих широт, до багатьох місяців у тропічних водах. Після досягнення максимуму чисельність зоопланктонтів починає знижуватися в результаті їх виїдання й відмирання.

Сезонна динаміка донних тварин. Сезонні коливання чисельності й біомаси донних тварин у першу чергу залежать від особливостей їхнього розмноження, росту й виїдання, а також від ряду абіотичних факторів, зокрема терміки водойм. Остання визначає час розмноження донних тварин як безпосередньо, так і через появу водоростей, якими харчуються пелагічні личинки бентичних організмів.

У континентальних водоймах різкі коливання чисельності й біомаси популяцій донних тварин можуть обумовлюватися масовим вильотом комах. У ставках і озерах, де на частку личинок комах доводиться нерідко більше половини всієї біомаси бентосу, його збідніння під час вильоту імаго часто носить спустошливий характер. Залежно від кількості генерацій у масових форм комах різкі зниження біомаси бентосу в таких водоймах бувають від 1 до 3–4 разів на рік.

Річна динаміка

Нерідко у водоймах або їхніх окремих ділянках протягом декількох 53

років відбуваються циклічні зміни чисельності й біомаси популяцій. Звичайно вони пов'язані з періодичними коливаннями інтенсивності сонячної радіації, багаторічними коливаннями рівня водойм, зі зміною їхньої солоності, кисневого режиму й деяких інших властивостей. Найбільш часта періодичність річних коливань чисельності у зв'язку зі змінами сонячної активності – 9–12 років. Наприклад, раз на 11–12 років тепла течія Ель-Ніньйо досягає берегів Перу, відтискуючи холодну Перуанську течію, і в цей час катастрофічно гинуть планктонні тварини й риби через брак кисню й помітне підвищення температури води. Нерідко річні коливання чисельності гідробіонтів не пов'язані з ритмікою геофізичних циклів. Це, зокрема, ті періодичні зміни, які виникають у результаті взаємодії популяцій жертви й хижака. Коли чисельність жертви досягає високих величин, умови харчування хижаків поліпшуються і їх у водоймі стає більше. Це збільшення веде до посилення виїдання жертви, її популяції стають менш численними й відповідно погіршуються умови відтворення хижака, у результаті чого його чисельність знову знижується. Подібна динаміка чисельності може виникати в популяціях промислових об'єктів як наслідок вилову. Коли їхня концентрація велика, видобуток стає особливо вигідним, і обсяг вилову зростає, обумовлюючи різке зниження промислового стада тварин. Якщо внаслідок інтенсивного вилову чисельність останніх різко знижується, промисел по необхідності припиняється й починається відновлення стада.

Річні коливання чисельності різкіше виражені у форм із коротким життєвим циклом. У видів з довгостроково існуючими пелагічними личинками чисельність популяцій менш стійка, ніж в організмів із прямим розвитком або з нетривалою пелагічною стадією. Перші форми, що характеризуються високою плідністю, але разом із тим і малою життєстійкістю зародків, дають високу чисельність в роки зі сприятливими умовами й різке зниження в роки, несприятливі для розмноження.

Питання для самостійного вивчення

1. Загальні уявлення про популяції гідробіонтів.

2. Структура популяцій.

3. Внутріпопуляційні відносини.

4. Функціональні особливості популяцій.

5. Відтворення популяцій.

6. Смертність і виживаність особин в популяціях гідробіонтів.

7. Особливості росту популяцій.

8. Динаміка чисельності і біомаси популяцій.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.