"Экология. Учебник для 10-11 классов", Под ред. Черновой Н.М.
Популяция — группа особей одного вида, живущих на общей территории и взаимодействующих между собой. Её численность показывает, сколько особей входит в эту группу, а плотность — сколько из них приходится на площадь или объём. Эти показатели нужны, чтобы оценивать состояние популяции и понимать, почему она растёт или сокращается. На численность влияют рождения, гибель, переселение, ресурсы и условия среды; саморегуляция сдерживает рост, но не делает его ровным и постоянным.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Численность популяции — общее количество особей одного вида, населяющих определённую территорию или акваторию. Это абсолютное число: например, в заповеднике могут жить 500 оленей. Показатель помогает оценить размер популяции и сравнивать его изменения во времени. Сам по себе он не говорит, насколько тесно животные распределены на территории.
Плотность популяции — число особей, приходящееся на единицу площади или объёма. Её находят, разделив численность на площадь или объём, например число зайцев на гектар. Плотность нужна, чтобы сравнивать участки разных размеров и оценивать, насколько часто особи могут встречаться. Она зависит от выбранной территории: на небольшом участке плотность может оказаться высокой, а при включении в расчёт большой пустующей области — ниже.
Рождаемость — число новых особей, появившихся в популяции за определённое время. Например, можно подсчитать, сколько детёнышей родилось за год. Этот показатель помогает понять, за счёт чего популяция пополняется. Для сравнения разных популяций важно учитывать не только абсолютное число рождений, но и размер самой популяции.
Смертность — число особей, погибших в популяции за определённое время. Её рассматривают за конкретный период, например за сезон или год. Сопоставление смертности с рождаемостью показывает, компенсируется ли гибель появлением новых особей. В расчётах численности также учитывают переселение организмов между популяциями.
За выбранный период численность изменяется из-за четырёх процессов. Рождения прибавляют новых особей, а смертность убавляет погибших. Иммиграция — переселение особей в популяцию — увеличивает её численность, эмиграция, то есть уход из неё, уменьшает. Поэтому для расчёта нужно сложить начальную численность с рождениями и прибывшими, затем вычесть погибших и покинувших территорию.
Если пищи, воды, убежищ и мест для размножения достаточно, многие особи выживают и оставляют потомство, поэтому популяция способна быстро увеличиваться. Но ресурсы среды ограничены, а места обитания не могут бесконечно поддерживать растущее число организмов. По мере увеличения плотности всё больше особей используют одни и те же ресурсы, и возможности для дальнейшего роста сокращаются. Поэтому темп прироста обычно замедляется.
Конкуренция, распространение болезней и хищничество относятся к плотностно-зависимым факторам: их воздействие часто усиливается при высокой плотности. Например, когда животные чаще контактируют друг с другом, возбудителям болезней легче передаваться. За ограниченную пищу особям приходится соперничать, а хищникам может быть проще находить добычу. Такие взаимодействия сдерживают рост популяции, хотя сила их воздействия зависит от конкретных условий.
Мороз, засуха или пожар могут повлиять на численность независимо от плотности популяции. Сильный мороз способен погубить организмы и на малонаселённом участке, а засуха — лишить воды всех обитателей территории. Такие условия называют плотностно-независимыми, потому что их действие не обязательно становится сильнее при увеличении числа особей. Они могут резко изменить численность, даже если популяция невелика.
Саморегуляция возникает из взаимодействия особей друг с другом и с условиями среды. Когда популяция растёт, усиление конкуренции, болезней и других ограничений может снижать выживаемость или размножение, замедляя дальнейший рост. Однако среда меняется, а рождаемость и смертность не бывают совершенно одинаковыми из года в год. Поэтому саморегуляция не сохраняет неизменное число особей, а способствует его колебаниям в пределах, которые позволяют условия обитания.
| Характеристика | Плотностно-зависимые факторы | Плотностно-независимые факторы |
|---|---|---|
| Зависимость воздействия от плотности популяции | Обычно воздействие усиливается при росте плотности. | Воздействие может быть сходным при разной плотности. |
| Примеры | Конкуренция, распространение болезней, хищничество. | Мороз, засуха, пожар. |
| Как изменяют численность | Часто ограничивают рост, повышая гибель или снижая размножение. | Могут уменьшать численность при неблагоприятных условиях. |
| Пример последствий для популяции | При высокой плотности болезнь быстрее распространяется между особями. | Засуха может сократить численность независимо от того, много ли особей было до неё. |
Сначала определите, зависит ли сила фактора от того, сколько особей живёт на участке. Затем сверьте фактор с примерами и проследите, каким образом он влияет на рождения, гибель или выживание. Один и тот же фактор может действовать по-разному в разных условиях, поэтому таблица показывает общую закономерность.
Задача 1. В начале года было 240 особей; за год родилось 70, погибло 50, переселилось в популяцию 15 и покинуло её 25. Нужно найти численность в конце года. Сначала разделим процессы на увеличивающие и уменьшающие численность, чтобы не перепутать знаки. Рождения и прибытие прибавляем, а гибель и уход вычитаем.
Ответ: в конце года в популяции было 250 особей. Проверка: увеличение составило 85 особей, уменьшение — 75, значит итоговая численность на 10 больше начальной. Это совпадает с полученным результатом.
Задача 2. На участке площадью 4 га живут 320 зайцев; нужно найти плотность, а затем определить её при численности 200 зайцев на том же участке. Поскольку площадь не меняется, в обоих случаях делим число животных на 4 га. Единица измерения результата — зайцы на гектар.
Ответ: сначала плотность составляла 80 зайцев/га, затем — 50 зайцев/га. Она снизилась, потому что площадь осталась прежней, а особей стало меньше. Если бы изменилась площадь, нужно было бы заново делить численность на новую площадь.
Задача 3. После нескольких мягких зим численность оленей выросла. На ограниченной территории стало меньше корма, усилилась конкуренция, а болезни участились; нужно объяснить возможное снижение численности и определить тип факторов. Рост числа животных повысил плотность, тогда как площадь территории и запасы корма не увеличились. Поэтому особи стали чаще соперничать за ограниченные ресурсы и контактировать друг с другом.
Ответ: численность могла начать снижаться из-за нехватки корма, усиления конкуренции и более частого распространения болезней. Эти причины относятся к плотностно-зависимым факторам, так как их влияние усилилось при росте плотности оленей. Само снижение не означает, что численность обязательно останется низкой: условия могут измениться.
Считать численность и плотность одним и тем же. Их путают, потому что оба показателя описывают размер популяции. Но численность — общее число особей, а плотность учитывает площадь или объём. Проверьте себя: можно ли назвать показатель без сведений о размере территории? Если да, речь, скорее всего, о численности.
Учитывать только рождения и смертность. В таком расчёте забывают, что особи могут переселяться между популяциями. Причина ошибки — внимание только к появлению и гибели организмов. Для проверки выпишите четыре процесса: рождения и иммиграцию прибавьте, смертность и эмиграцию вычтите.
Считать, что любой природный фактор сильнее действует при высокой плотности. Так можно решить, если представить, что все ограничения связаны с контактами между организмами. Однако мороз или пожар способны повлиять на популяцию независимо от числа особей. Чтобы проверить ответ, спросите себя, изменится ли воздействие самого фактора только из-за того, что животных стало больше.
Полагать, что саморегуляция сохраняет строго постоянную численность. Такое представление возникает, если воспринимать слово «регуляция» как удержание одного точного значения. В действительности условия и взаимодействия меняются, поэтому численность колеблется. Проверьте себя: саморегуляция ограничивает рост, но не отменяет рождения, гибель и действие внешней среды.
Чтобы понять тему, нужно знать, что такое популяция, и отличать её от отдельного организма и вида в целом. Объяснить влияние факторов помогают знания о пищевых связях, конкуренции и взаимодействии организмов со средой. Например, доступность пищи связывает численность потребителей с другими участниками экосистемы. Понимание регуляции численности пригодится при изучении динамики экосистем, охраны видов и управления популяциями.
Чем численность популяции отличается от её плотности?
Численность — это общее количество особей в популяции. Плотность показывает, сколько особей приходится на единицу площади или объёма, поэтому зависит от размера выбранной территории.
Какие процессы увеличивают численность популяции?
Численность увеличивают рождение новых особей и иммиграция — прибытие особей из других популяций. Смертность и эмиграция, то есть уход особей, напротив, уменьшают её.
Почему при высокой плотности чаще усиливается конкуренция?
На ограниченной территории больше особей претендуют на одни и те же ресурсы: пищу, воду, убежища и места размножения. Поэтому каждому может достаться меньше ресурсов, а соперничество становится заметнее.
Чем плотностно-зависимые факторы отличаются от плотностно-независимых?
Воздействие плотностно-зависимых факторов, например конкуренции и болезней, обычно усиливается, когда особей на территории становится больше. Мороз, засуха или пожар могут влиять на популяцию независимо от её плотности.
Означает ли саморегуляция, что численность популяции всегда постоянна?
Нет. Саморегуляция ограничивает рост численности, но не фиксирует её на одном уровне. Численность колеблется под действием условий среды и взаимодействий организмов.
§ 14. Численность популяций и ее регуляция в природе
