7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология

^ 7. Характеристики ПОПУЛЯЦИЙ
Динамика популяций

Популяция представляет собой оживленную, изменяющуюся с течением времени систему. Изменяться могут плотность, рождаемость, выживаемость, численность популяции. Разглядим тщательно динамику численности популяций. Численность популяции в данной среде описывается линейным дифференциальным уравнением первого 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология порядка:



где ^ К - неизменный коэффициент рождаемости, p - неизменный коэффициент смертности, N - способность среды поддерживать популяцию (очень вероятная численность популяции). Решение этого уравнения представляет собой функцию



Неизменная интегрирования С определяется из исходных 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология критерий:

при t = 0 численность популяции равна Х0. Разглядим два предельных варианта:

1. При t → 0 exp → 1, Х → Х0.

2. При t → ∞ exp → 0, Х → (N - р/К).

На графике рис. 7.1 это логистическая кривая.




В согласовании с принципом малого 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология и наибольшего размера популяции численность не может превосходить строго определенной величины (N - р/К) и не может быть меньше величины Х0. Популяция перестает расти, когда ресурс среды (еда) оказывается исчерпанным. Вспомните принцип 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология конкурентноспособного вытеснения Гаузе. Если решить систему из 2-ух уравнений





получим две логистические кривые.

Из анализа стойкости решения приведенной системы дифференциальных уравнений следует возможность возникновение новых видов и вытеснения старенькых видов (Х1) новыми 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология (Х2), если N2 - p2 / K2 > N1 - P1 / K1 . В процессе вытеснения численность Х1 популяции 1 падает, в то время как численность Х2 популяции 2 вырастает. На рис.7.2 показано последовательное наполнение экологической ниши новыми видами 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология.




Таким макаром, разные популяции имеют разную динамику численности. Различают три типа динамики численности (рис. 7.3):

I. Размеренная динамика. Характеризуется малой амплитудой колебаний и огромным (около 20 лет) периодом. Наблюдается у больших животных с малой плодовитостью 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология и большой длительностью жизни (слоны, киты, приматы, человек).

II. Лабильная динамика. Характеризуется периодом 5-11 лет и большей амплитудой. Наблюдается у больших птиц, рыб, хищников, мышей.






III. Эфемерная динамика. Характеризуется неустойчивостью численности (амплитуда колебаний 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология велика) и малым (4 - 5 лет) периодом колебаний. Наблюдается у маленьких мышей и насекомых.

Иерархия, поведение

Разглядим иерархию стада павианов на небезопасном участке саванны. Снутри стада идут самцы-иерархи, самки с детенышами и детеныши несамостоятельные. Это 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология самое неопасное место в стаде, сразу комфортное для управления и обозрения. Впереди стада идут самцы второго ранга, это более опасное место. При встрече с хищником самцы второго ранга выстраиваются полумесяцем, стремясь задержать 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология и окружить противника. В это время остальное стадо удирает. Сзади и с боков стада идут самцы третьего ранга, охраняя его. Таким макаром, выстраивается пехота в предбоевом порядке. Специально выработанная система сигналов 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология позволяет животным отыскать супружеские пары, защитить свою местность, обеспечить выживание потомства. При территориальных стычках самцы принимают угрожающие позы, издают звуки, метят местность, но при первых признаках испуга отступают и складывают 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология орудие. Другими словами самцы снутри стада не уничтожают друг дружку, а борются насмерть только с чужаками либо хищниками.

Структура популяции, иерархия снутри популяции строго поддерживаются при помощи поведения. Поведение определяется основными принципами био 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология морали:

1. Не лупить лежачего.

2. Не трогать детенышей.

3. Не покушаться на чужую местность, чужое гнездо, чужую самку.

4. Не нападать внезапно либо сзади.

5. Не отымать и не красть еду.

Таким макаром, популяция имеет структуру, изменяющуюся с 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология течением времени. Изменяется также численность популяции, но в определенных границах. Огромное значение имеет черта плотности популяции. Если она превышена и не соответствует наружным условиям, то рождаемость падает, а смертность возрастает. К примеру 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология, резкое повышение плотности популяции саранчи либо леммингов вызывает их миграцию, и, дойдя до моря, они погибают. При всем этом восстанавливается численность и плотность, популяция остается устойчивой. В случае большой 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология скученности наблюдается также частичная смерть от эпидемий и конкурентноспособной борьбы. Другими словами популяция сама поддерживает свою численность и плотность.

Чертой устойчивой популяции является кривая выживания. Снутри популяции осуществляется обмен энергией и веществом (через еду - молоко 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология у млекопитающих), информацией или о наружной среде от родителей к детенышам, или генетической при рождении. Популяция, как неважно какая система, подчиняется системным законам.


Дела меж популяциями


Различные популяции могут вести взаимодействие меж 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология собой. Вспомните об отношениях в экосистеме: принцип конкурентноспособного исключения Гаузе, феномен Хатчинсона. Таким макаром ведут взаимодействие популяции 1-го вида, также особи снутри одной популяции. Могут быть дела типа "хищник-жертва", "паразит-хозяин 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология", симбиоз. При помощи этих отношений ведут взаимодействие популяции различных видов. Все эти дела регулируют численность разных популяций. Уравнения Лотки - Вольтерры, описывающие численность популяций хищников и их жертв, имеют вид

dx/dt = by; dy/dt 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология = - bx,

где b - неизменный коэффициент, определяющий степень поддержки со стороны среды, x(t) - численность популяции жертв, y(t) - численность популяции хищников. В фазовом пространстве x, y решение имеет форму концентрических окружностей. Другими 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология словами численность взаимодействующих популяций постоянна, популяции устойчивы.

Если перевести уравнения Лотки - Вольтерры в систему координат, связанную с течением времени (методом дифференцирования обоих уравнений), получим:

d2х / dt2 = - b2 х,

d 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология2y / dt2 = - b2 y.

Р
ешением системы уравнений является функция х(t) = exp (-bt) в согласовании с избранными исходными критериями х = sin(bt), y = cos(bt). Другими словами численность популяции хищников отстает по фазе на 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология π / 2 от численности жертв. Зависимости x(t), y(t) показаны на рис.7.4: верхняя (а) –

теоретическая и нижняя (б) - настоящая.

Следует увидеть, что на экспериментальной кривой численность жертв превосходит численность хищников. Это находится 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология в полном согласовании с законами экологии (вспомните рассредотачивание биомассы по трофическим уровням).

Вольтерра определил три последующих закона взаимодействия популяций хищника и жертвы:

1. Процесс ликвидирования жертвы хищником приводит к повторяющимся колебаниям 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология численности популяций обоих видов; эти колебания зависят только от скорости роста популяций хищника и жертвы и от начального соотношения их численностей.

2. Средняя численность популяции для каждого вида постоянна независимо от исходного уровня при условии 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология, что скорости роста численностей и эффективность хищничества постоянны.

3. При нарушении популяций хищника и жертвы в силу наружных обстоятельств (к примеру, уменьшение численности рыб в процессе промысла) средняя численность популяции жертвы вырастает 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология, а популяции хищника падает.

Уравнения Лотки - Вольтерры и законы Вольтерры действуют снутри сообществ, когда ведут взаимодействие популяции различных видов. Их можно именовать законами сообществ.


ТЕСТ


1. Динамика численности популяции людей:

1. Эфемерная.

2. Лабильная.

3. Размеренная.


^ 2. Динамика 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология численности популяции насекомых:

1. Эфемерная.

2. Лабильная.

3. Размеренная.


3. Уравнение первого порядка для определения численности популяции имеет вид:

1. dх/dt = Кх(N-х) - Pх .

2. dх/dt = Кх(N-х) – Kх.

3. dх/dt = Кх(N-х 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология) – Nх.


^ 4. Принцип конкурентноспособного исключения Гаузе производится при условии (вид 2 теснит вид 1):

1. N2 - P2 / К2 > N1 - P1 / К1 .

2. N2 - P2 / К2 < N1 - P1 / К1 .

3. N2 - P2 / К2 = N1 - P1 / К1.


^ 5. Связана ли 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология логистическая кривая для популяции с принципом малого и наибольшего размера популяции?

1. Да.

2. Нет.


6. Уравнения Лотки - Вольтерры обрисовывают:

1. Совместное изменение численности популяций симбионтов.

2. Совместное изменение численности популяций паразитов и владельцев.

3. Совместное изменение численности популяций хищников и 7. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ - Биоэкология жертв.


^ 7. Численность популяций хищников и их жертв не совпадает во времени:

1. Жертвы опережают хищников.

2. Хищники опережают жертв.

3. Изменяются сразу.


^ 8. Какие свойства устойчивой популяции постоянны? 1.Численность популяции.

2. Плотность популяции.




7-statya-8j-i-sootvetstvuyushie-polozheniya-konvencii-russian-original-english-konferenciya-storon-konvencii-o.html
7-struktura-i-soderzhanie-redakcionno-izdatelskoj-praktiki-osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-visshego-professionalnogo.html
7-struktura-oop-po-modulyam-osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-visshego-professionalnogo-obrazovaniya-obshie-polozheniya.html