În ecologie, există mai multe modele de creștere a populației (adică modelele dimensiunii populației se modifică odată cu creșterea de la "zero"), cele mai importante fiind exponențiale și logistice.
Modelul de creștere exponențială este descris de curba în formă de J # 8209: într-o sursă constantă de resurse, rata de creștere a populației crește și curba se înalță în sus (Figura 15). Modelul poate fi descris prin ecuația:
în care Nt este dimensiunea populației prin următorul interval de timp (t),
N0 este numărul inițial,
e este baza logaritmului natural,
r - factorul de multiplicare (Reproductive diferență de potențial mortalitatea nașterii relativă și relativă, adică, numărul de nașteri și decese legate de numărul de persoane în perioada timpurie a timpului o populație de indivizi t).
Fig. 15. Modelul exponențial al creșterii populației organismului unicelular, care se împarte la fiecare 4 ore.
Pentru ca creșterea populației să corespundă acestui model, valoarea coeficientului r trebuie să fie constantă, adică numărul mediu de descendenți pe persoană ar trebui să fie constant (dacă r = 0, adică rata natalității este egală cu rata mortalității, atunci mărimea populației nu crește).
În funcție de valoarea lui r, creșterea numărului de persoane poate fi rapidă și suficient de lentă. C. Darwin a calculat potențialul de creștere a populațiilor de diferite organisme în implementarea modelului exponențial. Conform estimărilor sale, numărul de descendenți ai unei singure perechi de elefanți - animale care se reproduc foarte încet - peste 750 de ani pentru a ajunge la 19 milioane, dacă ne întoarcem la organisme care nu trăiesc atât de mult timp și se multiplică mai rapid, cifrele sunt chiar mai impresionante .. În bacteriile care se împart la fiecare 20 de minute, dintr-o celulă bacteriană, după 36 de ore, se poate forma biomasă care va acoperi întregul glob cu un strat de 30 cm grosime și după alte 2 ore un strat de 2 m.
În natură, creșterea exponențială a numărului de populații este observată în perioade relativ scurte de viață în condiții deosebit de favorabile, când resursele sunt în mod constant refăcute. Astfel, în lacurile cu latitudini temperate în primăvară, după topirea gheții în stratul de apă de la suprafață, există multe elemente biogene. Din acest motiv, după încălzirea apei, există o creștere rapidă a numărului de diatome și a algelor verzi. Cu toate acestea, el se oprește rapid atunci când aceste resurse sunt consumate, și, în plus, va zooplancton în mod activ mânca departe algele (de exemplu, prin ajustarea densitatea „de jos“ și „de sus“ a populațiilor).
Modelul de creștere a populației Logistic, descris de S # 8209; (curba. O creștere foarte lentă - creștere rapidă - creștere lentă, figura 16), a fost propusă la începutul anilor 19 # 8209; lea matematician belgian P. # 8209; F. Ferhyulstom, și apoi în 20 de ani. Acest secol a fost redescoperit de oamenii de știință americani R. Perle și L. Reed. PV Turchin consideră că acest model este o reflectare a legii de "auto-limitare a creșterii oricărei populații".
Fig. 16. Modelul logistic al creșterii populației. K este numărul limitator
Motive pentru încetinirea creșterii populației poate fi foarte diferită: resurse ruinare influențează efectul aglomerarea (la rozătoare reduce intensitatea procesului de reproducere) otrăvesc secrețiilor habitatul intravital predator pășunat populații etc.
Cu toate acestea, această curbă este, de asemenea, o idealizare, deoarece este extrem de rară în natură. Foarte des, după ce creșterea populației atinge platoul (ajungând la limita lui K, corespunzând numărului de resurse), se produce o scădere bruscă a populației, iar populația din nou crește rapid. Astfel, dinamica sa consta în cicluri logistice repetitive.
Această dinamică ciclică este observată, de exemplu, în populațiile de lemne de tundră care se hrănesc cu mușchi și licheni. Ei continuă activitatea activă de viață sub zăpadă și își măresc baza de furaje atât de mult încât se opresc înmulțind și apoi încep să moară din cauza lipsei de hrană. După ce crește mușchii, începe o nouă creștere a numerelor de lemming.
Variațiile în mărimea populației sunt posibile sub influența condițiilor meteorologice, a paraziților și a prădătorilor.
Există o variantă specială de reglare a densității populației, care se numește "oportunist", adică care nu se conformează legilor "corecte", descrise de o curbă exponențială sau logistică.
La exportator (strategi) există focare în cazul în care există resurse abundente. În aceeași creștere a populației de timp are loc fie datorită faptului că indivizii încep să se dezvolte din diaspora latente (de exemplu, banca de semințe de sol) sau în masă „aterizare“, în etapa de ouă (de exemplu, zboara, transportat cu avionul la un cadavru animal). Deoarece concurența datorată abundenței resurselor este slabă, după ce și-a petrecut abundența, populația moare în întregime.
Plantele # 8209; eksplerentov cu creșterea densității populației crește concurența, dar auto-subtierea (ca în copaci # 8209; Violentyev) nu se produce, și reduce dimensiunea indivizilor în zeci sau sute de ori. În acest caz, plantele trec prin întregul ciclu de viață și pot da semințe.
J. Harper (1977) a numit acest tip de reglementare a densității populațiilor de plante # 8209, anume "plasticitatea" și a contrastează cu auto-subțierea. Aceste două tipuri de control al densității la populațiile de plante sunt asociate cu o tranziție: la cele mai multe specii cu strategii secundare, pe măsură ce densitatea populației crește, atît diminuarea dimensiunii indivizilor, cît și auto-subțierea apar simultan.
Pe baza cunoașterii acestor tipare, sa construit o rațiune pentru rata de însămânțare a plantelor cultivate. Inițial, odată cu creșterea ratelor de însămânțare, cultura crește, dar apoi începe să scadă (Figura 17). Se selectează rata de însămânțare care asigură randamentul maxim. Cu toate acestea, uneori este oarecum supraestimată, astfel încât plantele de cultură pot suprima populațiile de plante de buruieni. Odată cu intensificarea controlului erbicid, acest lucru nu este necesar.
Fig. 17. Dependența producției de grâu la viteza de însămânțare în condiții ecologice optime.
1. Descrieți modelul exponențial al creșterii populației.
2. De ce modelul de creștere exponențială este rar în populațiile naturale?
3. Ce faze are modelul logistic al creșterii populației?
4. Ce cauzează dinamica ciclică a populațiilor?
5. Ce populații sunt numite oportuniste?
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: