Динамические показатели популяций

Динамические показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток (интервал) времени. Основными динамическими показателями (характеристиками) популяций являются рождаемость, смертность и скорость роста популяций.

Рождаемость, или скорость рождаемости, — это число особей, рождающихся в популяции за единицу времени. У человека рождаемость выражают числом рождений на 1000 человек за год. Важным показателем размножения является плодовитость, которая измеряется числом потомков от одной женской особи. Плодовитость у разных видов существенно отличается. Например, самки калифорнийских кондоров откладывают всего одно, значительно реже два яйца. Утки и куропатки откладывают и высиживают от 8 до 15 яиц, что делает их менее уязвимыми к вымиранию по сравнению с калифорнийскими кондорами. Самки некоторых рыб мечут тысячи или миллионы икринок каждый год. Особой плодовитостью славится рыба луна. Крысы и мыши 4 раза в год приносят примерно по 6 детенышей в помете.

Рождаемость также зависит от того, сколько раз в году самки проходят через полный цикл размножения и от продолжительности беременности. Луговая полевка (маленький грызун), с периодом беременности всего лишь в 21 день, может производить большое количество детенышей за короткий период. Африканский слон же имеет период беременности почти 2 года, и самка не рожает до тех пор, пока ее детеныш не станет достаточно взрослым. Как правило, у слонов рождается 1 детеныш в 2,5-3 года. Когда плотность популяции, живущей на конкретной территории, падает ниже определенного уровня, особи могут иметь трудности в поиске партнеров, и рождаемость может упасть. Рождаемость падает и в том случае, если плотность популяции становится очень высокой. При перенаселенности и стрессовых условиях некоторые виды, такие, как крысы, испытывают резкое падение рождаемости, даже если наблюдается избыток пищи.

Рождаемость, или скорость рождаемости, выражают отношением:

R_b=ΔN_n/Δt,

где ΔN_n — число особей (яиц, семян и т. п.), родившихся (отложенных, продуцированных и т. д.) за некоторый промежуток времени Δt.

Для сравнения рождаемости в различных популяциях пользуются величиной удельной рождаемости: отношением скорости рождаемости к исходной численности (N):

R_bуд=ΔN_n/NΔt. (2.1)

Для поддержания численности населения страны или региона на одном уровне каждые 100 женщин детородного возраста за свою жизнь должны родить не менее 215 детей. Если детей родится меньше, то происходит снижение численности популяции.

На снижение численности популяций оказывает влияние смертность особей в популяции. Смертность, или скорость смертности, — это число особей, погибших в популяции в единицу времени. Смертность выражается либо в процентах от общего числа особей, либо средним числом смертей на 1000 особей в год.

Смертность — величина, обратная рождаемости, но измеряется в тех же величинах и вычисляется по аналогичной формуле. Если принять, чтоΔN_m — число погибших особей (независимо от причины) за время Δt, то удельная смертность:

R_dуд=ΔN_m/NΔt, (2.2.)

Величины рождаемости и смертности могут иметь только положительное или равное нулю значение.

Убыль или прибыль организмов в популяции зависит не только от рождаемости и смертности, но и от скорости их иммиграции и эмиграции, т. е. от количества особей, прибывших в популяцию и покинувших ее за единицу времени. Таким образом, увеличение численности, прибыль зависят от количества рожденных за анализируемый период времени и иммигрировавших особей, а уменьшение, убыль численности — от гибели(смертности в широком смысле) и эмиграции особей.

Для конкретного географического региона (города, страны, континента) скорость изменения численности населения определяется уравнением:

R = (R_{b –} R_d ) + (R_{i –} R_e ), (2.3.)

где нижние индексы обозначают соответственно: количество рожденных, умерших, эмигрировавших и иммигрировавших особей за единицу времени.

Явления иммиграции и эмиграции в природных популяциях на численность влияют несущественно, поэтому ими при расчетах можно пренебречь. Следовательно, более простое уравнение роста популяции для природных популяций можно записать следующим образом:

R= R_b-R_d, (2.4)

Анализ уравнения показывает, что если R_b = R_d, то R = 0, т.е. популяция находится в стационарном состоянии; если же R_b > R_d, то происходит численный рост популяции. Если R_b < R_d, то происходит снижение численности на данном отрезке времени.