Nasza planeta Ziemia jest niejednorodna pod względem składu, stanu substancji składowej, właściwości fizycznych i zachodzących na niej procesów. Ogólnie rzecz biorąc, heterogeniczność jest główną właściwością i siłą napędową całego Wszechświata, w tym naszej planety.

W kierunku do środka Ziemi można wyróżnić następujące powłoki, czyli inaczej mówiąc geosfery: atmosfera, hydrosfera, biosfera, skorupa ziemska, płaszcz i jądro. Czasami wewnątrz stałej Ziemi wyróżnia się litosferę, która łączy skorupę ziemską i górny płaszcz, astenosferę lub częściowo stopioną warstwę w górnym płaszczu i płaszcz subastenosferyczny. Poniżej pokażemy, że ostatnia klasyfikacja górnych geosfer litej Ziemi jest bardziej uzasadniona przy rozważaniu procesów geodynamicznych.

Trzy zewnętrzne powłoki (atmosfera, hydrosfera i biosfera) mają bardzo zmienne lub nawet nieokreślone granice, ale w porównaniu z innymi geosferami są one najbardziej dostępne do bezpośredniej obserwacji. Geosfery stałej Ziemi, z wyjątkiem najwyższej warstwy skorupy ziemskiej, są badane głównie za pomocą pośrednich metod geofizycznych, więc wiele pytań pozostaje nierozwiązanych. Wystarczy porównać promień Ziemi - 6370 km i głębokość najgłębszej odwiertu - niecałe 15 km, aby wyobrazić sobie, jak mało mamy bezpośrednich informacji o składzie materii planety.

Rozważmy główne cechy fizyczne poszczególnych geosfer.

Stabilność populacji

Pojęcie zrównoważonego rozwoju można nazwać jednym z podstawowych pojęć w ekologii. Rzeczywiście, praktyczne znaczenie wszystkich badań bioekologicznych nadaje tylko znajomość granic odporności danego systemu biologicznego na możliwy wpływ człowieka. Jaki jest dopuszczalny poziom wpływu człowieka na przyrodę, przy którym wciąż jest on zdolny do samoleczenia? Być może jest to jedno z najważniejszych pytań, na które musi odpowiedzieć ekolog.

Jednocześnie w naukach o środowisku nadal nie ma jednoznaczności co do pojęcia „zrównoważonego rozwoju”. Istnieje wiele podejść do tego, co można uznać za zrównoważony rozwój, a nawet więcej - jakie właściwości obiektów naturalnych można uznać za kryteria zrównoważonego rozwoju. Innymi słowy, jakie zmiany w jakich właściwościach danego systemu biologicznego (organizmu, populacji, ekosystemu) wskazują na utratę stabilności?

Wrócimy do kwestii zrównoważonego rozwoju podczas jednej z następnych lekcji dotyczących zrównoważonego rozwoju ekosystemów. W międzyczasie chciałbym nakreślić główne punkty. Najczęściej stabilność rozumiana jest jako zdolność systemu do odpowiedniego reagowania na zmiany warunków zewnętrznych. Stabilność populacji to jej zdolność do znajdowania się w stanie dynamicznej (czyli ruchomej, zmieniającej się) równowagi z otoczeniem: zmieniają się warunki środowiskowe - również populacja zmienia się odpowiednio. Warunki wracają do pierwotnej wartości - populacja również przywraca swoje właściwości. Stabilność zakłada zdolność do zachowania swoich właściwości pomimo zmian zewnętrznych.

Jednym z najważniejszych warunków zrównoważonego rozwoju (przy okazji jest to odpowiedź na jedno z zadań, jeśli ktoś jeszcze o tym pamięta) jest wewnętrzna różnorodność. Chociaż debata naukowców o tym, jak różnorodność strukturalna i funkcjonalna wiąże się ze stabilnością systemu, nie ustaje, nie ma wątpliwości, że im bardziej zróżnicowany jest system, tym jest stabilniejszy. Na przykład, im bardziej zróżnicowane są skłonności genetyczne osobników populacji, tym większe jest prawdopodobieństwo, że przy zmianie warunków w populacji będą osobniki zdolne do życia w tych warunkach.

Różnorodność to wspólna cecha zapewniająca trwałość systemów biologicznych. Jednocześnie istnieją również specyficzne mechanizmy utrzymania stabilności. W odniesieniu do ludności są to przede wszystkim mechanizmy utrzymania określonej gęstości zaludnienia.

Istnieją trzy rodzaje zależności wielkości populacji od jej gęstości.

Pierwszy typ (I) jest prawdopodobnie jednym z najpowszechniejszych. Jak widać na rysunku, typ I charakteryzuje się spadkiem przyrostu naturalnego wraz ze wzrostem jej gęstości. Zapewniają to różne mechanizmy. Przede wszystkim jest to spadek wskaźnika urodzeń wraz ze wzrostem gęstości zaludnienia. Taką zależność płodności (płodności) od gęstości populacji odnotowano np. U wielu gatunków ptaków. Innym mechanizmem jest wzrost śmiertelności, spadek odporności organizmów przy zwiększonej gęstości zaludnienia. Nawet w populacji ludzkiej duże skupiska ludzi (tłok na bazarze, tłok w transporcie publicznym) powodują stres - to „podstawy” mechanizmu kontroli gęstości pozostawionego nam przez naszych przodków. Innym interesującym mechanizmem jest zmiana wieku dojrzewania w zależności od gęstości zaludnienia.

Drugi typ (II) charakteryzuje się stałym tempem wzrostu populacji, które gwałtownie spada po osiągnięciu maksymalnej liczby. Podobny obraz został opisany w lemingach. Kiedy osiągnięto maksymalną gęstość, zaczęli masowo migrować; docierając do morza, utonęło wiele lemingów.

Konkurencja wewnątrzgatunkowa jest jednym z najważniejszych czynników warunkujących utrzymanie liczebności populacji. Może przejawiać się w różnych formach, od walki o miejsca lęgowe po kanibalizm.

Wreszcie trzeci typ (III) to typ charakterystyczny dla populacji, w których występuje tzw. „Efekt grupowy”, to znaczy pewna optymalna gęstość populacji przyczynia się do lepszego przeżycia, rozwoju i aktywności życiowej wszystkich osobników. W tym przypadku najkorzystniejsza jest pewna optymalna, a nie minimalna gęstość. Do pewnego stopnia efekt grupowy jest charakterystyczny dla większości zwierząt grupowych, a tym bardziej społecznych (czyli posiadających „strukturę społeczną” populacji, podział ról). Na przykład, aby wznowić populacje zwierząt heteroseksualnych, konieczne jest przynajmniej zagęszczenie, zapewniające wystarczające prawdopodobieństwo spotkania samca i samicy.

Utrzymanie przez ludność określonej struktury przestrzennej jest ściśle związane z regulacją gęstości, a zwłaszcza ze zmniejszeniem konkurencji wewnątrzgatunkowej. W poprzednich lekcjach zauważyliśmy już, że struktura przestrzenna jest ważna dla optymalnego wykorzystania zasobów i ograniczenia konkurencji wśród ludności o te zasoby.

Należy jednak wziąć pod uwagę, że stabilność populacji nie ogranicza się do regulacji gęstości. Optymalna gęstość jest niezwykle ważna dla optymalnego wykorzystania zasobów (wraz ze wzrostem gęstości zasoby mogą nie być wystarczające), ale nie jest to gwarancja zrównoważonej populacji. Jak zauważyliśmy, zrównoważony rozwój ma wiele wspólnego z wewnętrzną różnorodnością. Dlatego bardzo ważne jest utrzymanie struktury genetycznej populacji. Uwzględnienie ewolucyjnych i genetycznych mechanizmów utrzymania struktury genetycznej być może nie jest uwzględnione w naszych zadaniach, jednak zainteresowanym można doradzić przyjrzenie się prawu Hardy'ego-Weinberga.

Rozważaliśmy daleko od wszystkich mechanizmów zapewniających stabilność populacji. Jednak moim zdaniem możemy już wyciągnąć ważny wniosek, że te gatunki i populacje, które są w stanie utrzymać swoją strukturę w zmieniających się warunkach, zostały zachowane ewolucyjnie. Ponadto jest oczywiste, że granice stabilności nie są nieskończone. Jeżeli poziom narażenia (np. Ze strony człowieka - bezpośrednio lub pośrednio poprzez zmianę siedliska) przekracza granice stabilności, populacji grozi śmierć.

Słownik

ORGANIZM

każda żywa istota, integralny system, prawdziwy nosiciel życia, charakteryzujący się wszystkimi jego właściwościami; pochodzi z jednego zawiązka (zygoty, zarodnika, nasion itp.); jest indywidualnie podatny na czynniki ewolucyjne i środowiskowe.

POPULACJA

zbiór osobników tego samego gatunku, posiadających wspólną pulę genów i zamieszkujących określoną przestrzeń.

EKOSYSTEM

pojedynczy naturalny kompleks utworzony przez żywe organizmy i ich siedlisko.

GĘSTOŚĆ LUDNOŚCI (Populacja)

średnia liczba osobników w populacji (gatunku) na jednostkę powierzchni lub objętość przestrzeni.

niespecyficzna (ogólna) reakcja napięcia żywego organizmu na jakikolwiek wywierany na niego silny wpływ.

KONKURENCJA

rywalizacja, każdy antagonistyczny związek determinowany chęcią lepszego lub wcześniejszego osiągnięcia celu w porównaniu z innymi członkami społeczności. Konkurencja powstaje o przestrzeń, jedzenie, światło, kobiety itp. Konkurencja jest jednym z przejawów walki o byt.

Wysyłanie dobrej pracy do bazy wiedzy jest proste. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy korzystający z bazy wiedzy w swoich studiach i pracy będą Ci bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

1. Ogólna koncepcja ekologii

Ekologia (z greckiego oikos - dom, mieszkanie, miejsce zamieszkania i ... logika), nauka zajmująca się badaniem relacji organizmów ze środowiskiem, czyli zespołem czynników zewnętrznych, które wpływają na ich wzrost, rozwój, rozmnażanie i przetrwanie. Do pewnego stopnia warunkowo czynniki te można podzielić na „abiotyczne” lub fizykochemiczne (temperatura, wilgotność, długość dnia, zawartość soli mineralnych w glebie itp.) I „biotyczne”, ze względu na obecność lub brak innych organizmów żywych (w w tym artykuły spożywcze, drapieżniki lub konkurenci).

Ekologia skupia się na tym, co bezpośrednio łączy organizm ze środowiskiem, pozwalając mu żyć w określonych warunkach. Ekolodzy interesują się na przykład tym, co organizm konsumuje i co wydziela, jak szybko rośnie, w jakim wieku zaczyna się rozmnażać, ile rodzi potomstwa i jakie jest prawdopodobieństwo przeżycia tego potomstwa do określonego wieku. Najczęściej obiektami ekologii nie są pojedyncze organizmy, ale populacje, biocenozy i ekosystemy. Przykłady ekosystemów obejmują jezioro, morze, lasy, małą kałużę, a nawet gnijący pień drzewa. Za największy ekosystem można uznać całą biosferę.

We współczesnym społeczeństwie, pod wpływem mediów, ekologia jest często interpretowana jako czysto stosowana wiedza o stanie środowiska człowieka, a nawet jako sam ten stan (stąd takie śmieszne określenia jak „zła ekologia” danego obszaru, produkty „przyjazne środowisku” czy produktów). Choć problemy jakości środowiska dla człowieka mają niewątpliwie bardzo duże znaczenie praktyczne, a ich rozwiązanie jest niemożliwe bez znajomości ekologii, to zakres zadań tej nauki jest znacznie szerszy. W swoich pracach specjaliści ds. Środowiska starają się zrozumieć, w jaki sposób zorganizowana jest biosfera, jaka jest rola organizmów w krążeniu różnych pierwiastków chemicznych i w procesach przemian energetycznych, jak różne organizmy są ze sobą połączone i ze swoim siedliskiem, co determinuje rozmieszczenie organizmów w przestrzeni i zmianę ich liczebności w czasie ... Ponieważ przedmioty ekologii są z reguły skupiskami organizmów, a nawet kompleksami, w skład których wchodzą wraz z organizmami przedmioty nieożywione, czasami definiuje się ją jako naukę o ponadorganicznych poziomach organizacji życia (populacje, zbiorowiska, ekosystemy i biosfera) lub jako naukę o żywym wyglądzie biosfery.

Termin „ekologia” został zaproponowany w 1866 r. Przez niemieckiego zoologa i filozofa E. Haeckela, który opracowując system klasyfikacji nauk biologicznych, odkrył, że nie ma specjalnej nazwy dla dziedziny biologii, zajmującej się badaniem związków organizmów ze środowiskiem. Haeckel definiował także ekologię jako „fizjologię związków”, choć „fizjologię” rozumiano w tym bardzo szeroko - jako badanie najróżniejszych procesów zachodzących w przyrodzie żywej.

Niewątpliwie prekursora ekologii można nazwać niemieckim przyrodnikiem A. Humboldtem, którego wiele dzieł obecnie słusznie uważa się za ekologiczne. Humboldtowi przypisuje się przejście od badań pojedynczych roślin do wiedzy o szacie roślinnej, jako pewnego rodzaju integralność. Położywszy podwaliny pod „geografię roślin”, Humboldt nie tylko wskazał różnice w rozmieszczeniu różnych roślin, ale także próbował je wyjaśnić, wiążąc je ze specyfiką klimatu.

Prace Karola Darwina, przede wszystkim jego teoria doboru naturalnego jako siły napędowej ewolucji, odegrały wybitną rolę w przygotowaniu społeczności naukowej do postrzegania idei środowiskowych w przyszłości. Darwin wyszedł z założenia, że \u200b\u200bkażdy gatunek organizmów żywych może zwiększyć swoją liczebność wykładniczo (zgodnie z prawem wykładniczym, jeśli użyjemy nowoczesnego sformułowania), a ponieważ zasoby niezbędne do utrzymania rosnącej populacji wkrótce zaczynają być niewystarczające, nieuchronnie pojawia się konkurencja między jednostkami (walka o byt ). Zwycięzcami w tej walce są jednostki najlepiej przystosowane do danych warunków, czyli takie, którym udało się przeżyć i pozostawić zdolne do życia potomstwo. Teoria Darwina zachowuje swoje trwałe znaczenie dla współczesnej ekologii, często wyznaczając kierunek poszukiwań pewnych relacji i pozwalając nam zrozumieć istotę różnych „strategii przetrwania” stosowanych przez organizmy w określonych warunkach.

Lata dwudzieste XX wieku były bardzo ważne dla przekształcenia ekologii w niezależną naukę. W tym czasie ukazało się szereg książek poświęconych różnym aspektom ekologii, zaczęły się ukazywać specjalistyczne czasopisma (część z nich nadal istnieje), pojawiły się społeczeństwa ekologiczne. Najważniejsze jest jednak to, że stopniowo powstają podstawy teoretyczne nowej nauki, proponowane są pierwsze modele matematyczne i opracowywana jest metodologia, która pozwala na stawianie i rozwiązywanie pewnych problemów. Jednocześnie ukształtowały się dwa dość różne podejścia istniejące we współczesnej ekologii: podejście populacyjne, które koncentruje się na dynamice liczby organizmów i ich rozmieszczenia w przestrzeni oraz podejście ekosystemowe, które koncentruje się na procesach obiegu materii i przemianach energii.

W drugiej połowie XX wieku. dokończenie formowania się ekologii jako niezależnej nauki, która ma własną teorię i metodologię, własny zakres problemów i własne podejście do ich rozwiązania. Modele matematyczne stopniowo stają się bardziej realistyczne: ich przewidywania można zweryfikować eksperymentalnie lub obserwacjami w naturze. Same eksperymenty i obserwacje są coraz częściej planowane i przeprowadzane w taki sposób, aby uzyskane wyniki umożliwiały zaakceptowanie lub obalenie wysuniętej z góry hipotezy. Znaczący wkład w ukształtowanie metodologii współczesnej ekologii wniosła praca amerykańskiego badacza Roberta MacArthura (1930-1972), który z powodzeniem połączył talenty matematyka i biologa-przyrodnika. MacArthur badał prawidłowości proporcji liczebności różnych gatunków wchodzących w skład jednego zbiorowiska, dobór przez drapieżnika najbardziej optymalnej ofiary, zależność liczby gatunków zamieszkujących wyspę od jej wielkości i odległości od lądu, stopień dopuszczalnego pokrywania się nisz ekologicznych współistniejących gatunków oraz szereg innych problemów. Zwracając uwagę na występowanie w naturze pewnej powtarzającej się regularności („wzorca”), MacArthur zaproponował jedną lub kilka alternatywnych hipotez wyjaśniających mechanizm tej prawidłowości, zbudował odpowiadające im modele matematyczne, a następnie porównał je z danymi empirycznymi. MacArthur bardzo jasno sformułował swój punkt widzenia w książce Geographical Ecology (1972), napisanej przez niego, gdy był śmiertelnie chory, na kilka miesięcy przed przedwczesną śmiercią.

Podejście opracowane przez MacArthura i jego zwolenników skupiało się przede wszystkim na wyjaśnieniu ogólnych zasad struktury (struktury) wszelkich społeczności. Jednak w ramach podejścia, które upowszechniło się nieco później, w latach osiemdziesiątych XX wieku, główna uwaga została skierowana na procesy i mechanizmy, które doprowadziły do \u200b\u200bpowstania tej struktury. Na przykład, badając konkurencyjne wypieranie jednego gatunku przez inny, ekologowie zaczęli interesować się przede wszystkim mechanizmami tego przemieszczania i cechami gatunków, które z góry określają wynik ich interakcji. Okazało się na przykład, że gdy różne gatunki roślin konkurują o składniki mineralne (azot lub fosfor), często zwycięzcą nie jest gatunek, który w zasadzie (przy braku niedoboru zasobów) może rosnąć szybciej, ale taki, który jest w stanie utrzymać przynajmniej minimalny wzrost przy pomocy niższe stężenie w środowisku tego pierwiastka.

Badacze zaczęli zwracać szczególną uwagę na ewolucję cyklu życia i różne strategie przetrwania. Ponieważ możliwości organizmów są zawsze ograniczone, a organizmy muszą płacić czymś za każde ewolucyjne nabycie, wyraźnie wyrażone negatywne korelacje (tak zwane „kompromisy”) nieuchronnie pojawiają się między indywidualnymi cechami. Niemożliwe jest na przykład, aby roślina rosła bardzo szybko i jednocześnie tworzyła niezawodne środki ochrony przed roślinożercami. Badanie takich korelacji pozwala dowiedzieć się, jak w zasadzie osiąga się samą możliwość istnienia organizmów w określonych warunkach.

We współczesnej ekologii niektóre problemy, które mają długą historię badań, są nadal aktualne: na przykład ustalenie ogólnych wzorców dynamiki liczebności organizmów, ocena roli różnych czynników ograniczających wzrost populacji, wyjaśnienie przyczyn cyklicznych (regularnych) fluktuacji liczebności. Osiągnięto znaczący postęp w tej dziedzinie - dla wielu specyficznych populacji zidentyfikowano mechanizmy regulujące ich liczebność, w tym generujące cykliczne zmiany liczebności. Trwają badania nad relacjami drapieżnik-ofiara, współzawodnictwem i wzajemnie korzystną współpracą różnego typu - mutualizm.

Nowym kierunkiem ostatnich lat jest tzw. Makroekologia - badanie porównawcze różnych gatunków na dużą skalę (porównywalną z wielkością kontynentów).

Pod koniec XX wieku dokonał się ogromny postęp w badaniach cyklu materii i przepływu energii. Przede wszystkim wiąże się to z doskonaleniem metod ilościowych do oceny intensywności niektórych procesów, a także z rosnącymi możliwościami zastosowania tych metod na dużą skalę. Przykładem jest zdalne (od satelitów) oznaczanie zawartości chlorofilu w wodach powierzchniowych morza, co pozwala na sporządzenie map rozmieszczenia fitoplanktonu dla całego Oceanu Światowego oraz oszacowanie sezonowych zmian w jego produkcji.

2. Czynniki środowiskowe: definicje, grupy, przykłady

Czynniki środowiskowe (czynniki środowiskowe) to wszelkie właściwości lub składniki środowiska zewnętrznego, które mają wpływ na organizmy.

Czynniki środowiskowe dzielimy na abiotyczne, tj. czynniki natury nieorganicznej lub nieożywionej i biotyczne - generowane przez żywotną aktywność organizmów.

Zbiór czynników abiotycznych w obrębie jednorodnego obszaru nazywany jest ekotopem, cały zestaw czynników, w tym biotycznych, nazywany jest biotopem.

Czynniki abiotyczne obejmują:

klimatyczne - światło, ciepło, powietrze, woda (w tym opady w różnych formach i wilgotność powietrza);

Edaficzny lub gruntowo-ziemny - skład mechaniczny i chemiczny gleby, jej reżim wodny i temperaturowy;

Warunki topograficzno - reliefowe.

Czynniki klimatyczne i edaficzne są w dużej mierze zdeterminowane przez położenie geograficzne ekotopu - jego odległość od równika i od oceanu oraz wysokość.

Wśród czynników środowiskowych występują również różnice bezpośrednie i pośrednie.

Bezpośrednie czynniki środowiskowe mają bezpośredni wpływ na rośliny. Przykłady czynników bezpośrednich: wilgotność, temperatura, bogactwo składników odżywczych gleby itp.

Pośrednie czynniki środowiskowe oddziałują na rośliny pośrednio - poprzez bezpośrednie czynniki środowiskowe. Przykłady czynników pośrednich: szerokość geograficzna i odległość od oceanu, rzeźba terenu (ekspozycja na wysokość i zbocze), tekstura gleby. Wejście w góry, zmiany klimatyczne (reżim opadów i temperatury); Ekspozycja i nachylenie zbocza wpływają na intensywność nagrzewania powierzchni gleby i sposób jej zawilgocenia. Skład mechaniczny gleby (proporcja cząstek piaszczystych, gliniastych i ilastych) wpływa na rośliny i faunę glebową poprzez reżim wilgotności i dynamikę składników pokarmowych, ponadto bezpośrednie abiotyczne czynniki środowiskowe dzielą się na warunki i zasoby.

Warunki to czynniki środowiskowe, których organizmy nie konsumują. Należą do nich temperatura, wilgotność powietrza, zasolenie wody, odczyn roztworu glebowego, zawartość zanieczyszczeń w wodzie i glebie, które nie są wykorzystywane przez rośliny jako składniki odżywcze.

Zasoby to czynniki środowiskowe, które są konsumowane przez organizmy. Dlatego jeden silniejszy organizm może „zjeść” więcej zasobów, a inny słabszy będzie ich mniej.

W przypadku roślin surowcami są: światło, woda, składniki mineralne, dwutlenek węgla; dla zwierząt - biomasa roślinna, żywe zwierzęta lub martwa materia organiczna. Tlen jest niezbędnym zasobem dla większości organizmów.

Przestrzeń może być zasobem. Rośliny na cały cykl życia muszą otrzymać określony obszar „pod słońcem” i określoną ilość gleby do spożycia wody i składników mineralnych (obszar odżywczy). Zwierzęta roślinożerne potrzebują działki „pastwiska” (dla mszyc będzie to część liścia, dla szkółki koni - dziesięć hektarów stepu, dla stada słoni - dziesiątki kilometrów kwadratowych), mięsożernych - działki łowieckiej.

Czasami możliwy jest również czysto fizyczny brak miejsca. Tak więc krokusy nawet wypychają „dodatkowe” żarówki z ziemi. W osadach małży muszle są tak mocno dociśnięte do siebie, że nowy pretendent nie może wcisnąć się między nie.

Różnorodność warunków bytowania organizmów w różnych częściach planety i na różnych ekotopach wyjaśnia różnorodność biologiczną - różnorodność organizmów żywych.

3. Struktura płci w populacji

Genetyczny mechanizm determinacji płci zapewnia podział potomstwa według płci w stosunku 1: 1, tzw. Stosunek płci. Ale to nie znaczy, że ten sam współczynnik jest typowy dla całej populacji. Cechy związane z płcią często definiują istotne różnice w fizjologii, ekologii i zachowaniu między kobietami i mężczyznami. Ze względu na różną żywotność organizmów męskich i żeńskich, ten pierwotny stosunek często różni się od wtórnego, a zwłaszcza od trzeciorzędowego, który jest charakterystyczny dla dorosłych. Tak więc u ludzi wtórny współczynnik płci wynosi 100 dziewcząt na 106 chłopców, w wieku 16-18 lat współczynnik ten wyrównuje się ze względu na zwiększoną umieralność mężczyzn i do 50 roku życia wynosi 85 mężczyzn na 100 kobiet, a w wieku 80 - 50 mężczyzn na 100 kobiet ...

Współczynnik płci w populacji jest określany nie tylko przez prawa genetyczne, ale także do pewnego stopnia pod wpływem środowiska.

Wielkie znaczenie dla dalszego wzrostu liczebności ma stosunek osobników według płci, a zwłaszcza udział samic rozrodczych w populacji. U większości gatunków płeć przyszłego osobnika jest określana w momencie zapłodnienia w wyniku rekombinacji chromosomów płci. Mechanizm ten zapewnia równy stosunek zygot w zależności od płci, ale nie wynika z tego, że ten sam stosunek jest typowy dla całej populacji. Cechy związane z płcią często definiują istotne różnice w fizjologii, ekologii i zachowaniu między mężczyznami i kobietami. Konsekwencją tego jest większe prawdopodobieństwo śmierci przedstawicieli dowolnej płci i zmiana proporcji płci w populacji.

Różnice środowiskowe i behawioralne między mężczyznami i kobietami mogą być bardzo wyraźne. Na przykład samce komarów z rodziny Culicidae, w przeciwieństwie do samic wysysających krew, albo w ogóle nie żerują w okresie wyobraźni, albo ograniczają się do zlizywania rosy lub zjadają nektar roślinny. Ale nawet jeśli styl życia mężczyzn i kobiet jest podobny, różnią się one wieloma cechami fizjologicznymi: tempem wzrostu, okresami dojrzewania, odpornością na zmiany temperatury, głodem itp.

Różnice w śmiertelności pojawiają się nawet w okresie embrionalnym. Na przykład piżmaki na wielu obszarach mają wśród noworodków półtora raza więcej samic niż samców. W populacjach pingwinów antypodów Megadyptes nie obserwuje się takiej różnicy, gdy pisklęta wychodzą z jaj, ale w wieku dziesięciu lat na każde dwa samce pozostaje tylko jedna samica. U niektórych nietoperzy odsetek samic w populacji po hibernacji czasami spada do 20%. Wręcz przeciwnie, wiele innych gatunków wyróżnia się wyższą śmiertelnością samców (bażanty, kaczki krzyżówki, sikory, wiele gryzoni).

Tak więc stosunek płci w populacji jest ustalany nie tylko zgodnie z prawami genetycznymi, ale także w pewnym stopniu pod wpływem środowiska.

U mrówek leśnych czerwonych (Formica rufa) jaja złożone w temperaturach poniżej +20 ° C rozwijają samce, natomiast w wyższych temperaturach prawie wyłącznie samice. Mechanizm tego zjawiska polega na tym, że muskulatura pojemnika nasienia, w którym plemniki są przechowywane po kopulacji, jest aktywowana tylko w wysokich temperaturach, co zapewnia zapłodnienie złożonych jaj. Z niezapłodnionych jaj u Hymenoptera rozwijają się tylko samce.

Szczególnie widoczny jest wpływ warunków środowiskowych na strukturę płciową populacji gatunków o przemiennych pokoleniach płciowych i partenogenetycznych. Daphnia Daphnia magna rozmnaża się partenogenetycznie w optymalnych temperaturach, ale samce pojawiają się w populacjach w wyższych lub niższych temperaturach. Na pojawienie się pokolenia biseksualnego u mszyc mogą wpływać zmiany długości dnia, temperatury, wzrostu gęstości populacji i inne czynniki.

Wśród roślin kwitnących występuje wiele gatunków dwupiennych, wśród których występują samce i samice: gatunki wierzb, topoli, drzemki białej, szczawiu drobnego, kornika wieloletniego, ostropestu polnego itp. Występują również gatunki z żeńską dwupiennością, gdy niektóre osobniki mają kwiaty biseksualne, oraz inne to kobiety, to znaczy z nierozwiniętym androecium. Zwykle kwiaty androsterilu są mniejsze niż kwiaty biseksualne. Zjawisko to występuje w rodzinach warg sromowych, goździków, teaserów, dzwoneczków itp. Przykładami gatunków z żeńską dwupiennością są tymianek marszałka, oregano, mięta polna, budra bluszczu, zwiędnięta żywica, pelargonia leśna itp. Populacje takich gatunków są genetycznie niejednorodne. U nich ułatwia się zapylanie krzyżowe, częściej obserwuje się proteroandry - wcześniejsze dojrzewanie pylników w porównaniu ze słupkami. W obrębie gatunku struktura płci populacji roślin jest mniej więcej stała, ale zmiany warunków zewnętrznych zmieniają stosunek płci. Tak więc w suchym 1975 roku na Trans-Uralu liczba form żeńskich gwałtownie spadła, na przykład u szałwii stepowej o 10 razy, w szparagach leczniczych o 3 razy.

U niektórych gatunków płeć jest początkowo określana nie przez czynniki genetyczne, ale przez czynniki środowiskowe. Na przykład u roślin Arisaema japonica płeć zależy od akumulacji rezerw składników odżywczych w bulwach. Na dużych bulwach rosną okazy z kwiatami żeńskimi, małe z męskimi.

Strukturę płci w populacji określa równanie różniczkowe zaproponowane przez R.A. Poluektovym.

gdzie x o, x + to odpowiednio liczba mężczyzn i kobiet; d t - przedział czasu; b o i b + - odpowiednio płodność samców i samic z grupy tej samej płci, d o id + - odpowiednio płodność samców i samic osobników innej płci. Aby określić P. z. znaczącą rolę odgrywa indeks płci:

gdzie n + to liczba samic, N to całkowita liczba osobników w populacji.

4. Strefy szkód ekologicznych

Szkoda w środowisku oznacza znaczne regionalne lub lokalne naruszenie warunków środowiskowych, które prowadzi do zniszczenia lokalnych systemów ekologicznych, lokalnej infrastruktury gospodarczej, poważnie zagraża zdrowiu i życiu ludzi oraz powoduje znaczne szkody gospodarcze.

Szkody środowiskowe to:

1. Ostre, nagłe, katastroficzne, związane z sytuacjami awaryjnymi (ES), które z kolei dzielą się na:

* klęski żywiołowe i klęski żywiołowe (trzęsienia ziemi, erupcje wulkanów, osunięcia ziemi, powodzie, pożary, huragany, obfite opady śniegu, lawiny, epidemie, masowe rozmnażanie się szkodliwych owadów itp.);

* katastrofy antropogeniczne (technogeniczne) (wypadki przemysłowe i komunikacyjne, wybuchy, zawalenia, zniszczenia budynków i konstrukcji, pożary itp.).

2. Wydłużony w czasie, gdy porażka jest długim, stopniowo zanikającym następstwem sytuacji awaryjnych, katastrof lub odwrotnie, powstaje i jest wykrywana w wyniku stopniowo narastających negatywnych zmian. Obiektywnie skala takich porażek może być nie mniej katastrofalna.

Długotrwałe szkody ekologiczne w przyrodzie są zwykle wynikiem katastrofalnych (spontanicznych lub antropogenicznych) zaburzeń środowiska, mają blaknący charakter i towarzyszą im sukcesje.

Trwające antropogeniczne szkody środowiskowe w technosferze mogą być również wyblakłą konsekwencją katastrof spowodowanych przez człowieka - awaryjnego skażenia chemicznego i radiacyjnego. Ale są takie, które stopniowo się rozwijają w wyniku chronicznego zanieczyszczenia technogenicznego lub błędów środowiskowych i błędnych obliczeń przy tworzeniu nowych obiektów gospodarczych i przekształcaniu terytoriów.

Nie ma wyraźnych granic między niektórymi naturalnymi a antropogenicznymi zniszczeniami środowiska. Dlatego często niemożliwe jest ustalenie prawdziwej przyczyny pożaru lasu; osunięcia ziemi i powodzie mogą być wynikiem wypadków technicznych, a zniszczenia budynków są wynikiem przesunięć tektonicznych.

Oczywiście wszystkie regionalne i lokalne szkody ekologiczne w znaczący sposób przyczyniają się do globalnego zaburzenia ekosfery, do degradacji środowiska naturalnego na naszej planecie.

Zgodnie z ustawą Federacji Rosyjskiej „O ochronie środowiska” rozróżnia się strefy zagrożenia ekologicznego (obszary terytorium, na których zachodzą stabilne negatywne zmiany w środowisku naturalnym) oraz strefy katastrofy ekologicznej (zmiany te są głęboko nieodwracalne). W sumie w Federacji Rosyjskiej zarejestrowanych jest ponad 400 takich stref. Katastrofy technogeniczne (antropogeniczne) stanowią największe zagrożenie dla środowiska, ponieważ pociągają za sobą obrażenia i śmierć dużej liczby ludzi, ogromne straty ekonomiczne i znaczne zanieczyszczenie środowiska naturalnego. Konflikty zbrojne i terroryzm, zwłaszcza z użyciem broni jądrowej, chemicznej lub bakteriologicznej (biologicznej), stanowią duże zagrożenie dla środowiska.

Strefy zagrożenia ekologicznego (ZBES) - obszary terytorium, na których występują trwałe negatywne zmiany w środowisku zagrażające zdrowiu ludności, stanowi ekosystemów naturalnych, funduszom genetycznym roślin i zwierząt.

Strefy klęski ekologicznej (ZEZ) - obszary terytorium, na których nastąpiły głębokie nieodwracalne zmiany w środowisku naturalnym, skutkujące pogorszeniem stanu zdrowia publicznego, zachwianiem równowagi naturalnej, zniszczeniem ekosystemów naturalnych, degradacją flory i fauny.

Najbardziej niebezpieczne dla środowiska są wypadki i katastrofy technogeniczne, którym towarzyszy uwalnianie do środowiska szkodliwych substancji chemicznych i radioaktywnych (Czarnobyl, Czelabińsk-65).

5. Obszary chronione

Podstawą terytorialnej ochrony przyrody w Rosji jest system obszarów szczególnie chronionych (SPNA). Status obszarów chronionych określa obecnie ustawa federalna „O obszarach przyrodniczych szczególnie chronionych”, uchwalona przez Dumę Państwową 15 lutego 1995 r. Zgodnie z ustawą „Obszary przyrodniczo chronione - obszary lądowe, zwierciadła i przestrzeń powietrzna nad nimi, na których znajdują się zespoły przyrodnicze i obiekty, które posiadają własną wartość przyrodniczą, naukową, kulturalną, estetyczną, rekreacyjną i zdrowotną, które na mocy decyzji władz państwowych są w całości lub w części wycofane z gospodarczego wykorzystania i dla których ustanowiono specjalny system ochrony. ”

Rosja odziedziczyła po ZSRR dość złożony system kategorii PA, który ukształtował się ewolucyjnie. Prawo wyróżnia następujące kategorie:

Państwowe rezerwaty przyrody, w tym rezerwaty biosfery;

Parki narodowe;

Parki przyrodnicze;

Państwowe rezerwaty przyrody;

Pomniki przyrody;

Parki dendrologiczne i ogrody botaniczne;

Obszary i uzdrowiska poprawiające zdrowie.

Spośród tych terytoriów tylko rezerwaty przyrody, parki narodowe i rezerwaty przyrody o znaczeniu federalnym mają status federalny (rezerwaty mogą być również lokalne), inne formy ochrony terytorium mają zwykle status lokalny i nie są tutaj uwzględniane. Ponadto ustawa postuluje możliwość tworzenia innych kategorii obszarów chronionych, która jest już wdrażana. Rezerwaty przyrody to tradycyjnie najwyższa forma ochrony obszarów przyrodniczych w naszym kraju.

Rezerwaty są organizowane na mocy dekretu rządu federalnego i podlegają wspólnemu zarządzaniu Federacji i jej podmiotu, na którego terytorium się znajdują - obecne ustawodawstwo tego kraju nie zakłada wyłącznie federalnej własności obiektów przyrodniczych. Tereny rezerwatów są całkowicie wycofane z gospodarczego wykorzystania i nie można ich wyalienować, ponadto w rezerwatach znajduje się dział naukowy, który stale bada ich naturalne kompleksy. Zadania rezerwatu ograniczają się do ochrony i badań zespołów przyrodniczych, edukacji, udziału w ekspertyzach środowiskowych oraz szkolenia odpowiedniego personelu. Zwykle strefa jest przydzielana na terytorium rezerwatu, całkowicie zamknięta dla jakiegokolwiek wpływu. Często wzdłuż granic rezerwatów zlokalizowane są ich strefy buforowe, pełniące funkcję buforową ze względu na ograniczenia niektórych rodzajów działalności gospodarczej. W stanie rezerwatów wdrażany jest najskuteczniejszy system ochrony terytoriów. Na dzień 1 stycznia 1998 r. W Rosji istniało 98 rezerwatów o łącznej powierzchni 32,9 miliona hektarów. Terytorium tych wyższych form ochrony stanowiło 2,1% ogólnej powierzchni kraju.

Parki narodowe, w przeciwieństwie do rezerwatów przyrody, obok zadań związanych z ochroną i badaniem zespołów przyrodniczych powinny zapewniać turystykę i rekreację mieszkańcom. Na ich terytorium działki innych użytkowników i właścicieli mogą zostać zachowane z prawem pierwokupu parku narodowego do zakupu takich gruntów. Od 1 stycznia 1998 r. W Rosji działały 32 naturalne parki narodowe o łącznej powierzchni 6,7 miliona hektarów. Terytorium tych wyższych form ochrony stanowiło 0,2% całkowitej powierzchni kraju.

Narodowe parki przyrody to nowa forma ochrony terytorium Rosji. Pierwsze dwa (Losiny Ostrov i Soczi) powstały dopiero w 1983 roku, 12 z 32 w ostatnich pięciu latach. Realizacja statusu prawnego parków narodowych wciąż napotyka poważny sprzeciw podmiotów gospodarczych, których działalność jest ograniczona tym statusem. Jak dotąd tej formy nie można uznać za skuteczną metodę terytorialnej ochrony przyrody, jednak uwaga opinii publicznej i trendy znane z innych krajów dają nadzieję na stopniowe urzeczywistnianie potencjału tej formy ochrony kompleksów przyrodniczych.

Rezerwaty przyrody różnią się od poprzednich kategorii tym, że ich ziemie mogą być wyalienowane lub nie wyalienowane od właścicieli i użytkowników, mogą być zarówno federalne, jak i lokalne. Wśród rezerwatów o znaczeniu federalnym największą rolę odgrywają rezerwaty zoologiczne, mniej rozpowszechnione są inne formy - krajobrazowe, botaniczne, leśne, hydrologiczne, geologiczne. Na dzień 1 września 1994 r. W kraju było 59 łowieckich i złożonych rezerwatów o znaczeniu federalnym o łącznej powierzchni 62,0 mln hektarów. Ich głównym zadaniem jest ochrona fauny łowieckiej. Polowanie jest zawsze zabronione, ale dość często istnieją również bardzo istotne ograniczenia dotyczące eksploatacji lasów, budowy i niektórych innych rodzajów działalności gospodarczej. Rezerwy te są zwykle dość dobrze strzeżone.

Znaczenie obszarów chronionych w zachowaniu różnorodności flory i fauny zależy od położenia geograficznego tego szczególnie chronionego obszaru, jego obszaru oraz różnorodności reprezentowanych na nim terytoriów. Należy zauważyć, że czynniki te są ze sobą powiązane. Na południu iw górach, na równych obszarach, zróżnicowanie jest większe niż na północy i na równinach. Ponieważ w Rosji zwykle większe rezerwaty są charakterystyczne dla terenów północnych, rekompensuje to w pewnym stopniu różnice w ich roli w ochronie flory i fauny. Zwykle różnorodność siedlisk, nawet na obszarach chronionych w regionach staro rozwiniętych, nieco się zwiększa. Faktem jest, że rezerwaty organizowane są tu najczęściej na terenach wcześniej użytkowanych - lasy tutaj były przynajmniej częściowo pokryte wyrębami i wypaleniami, obszary stepowe i łąkowe były często już zaorane i oczywiście służyły jako siano i pastwiska, często mające antropogeniczne pochodzenie, naruszenia rzeźby - jary , nasypy drogowe, stawy itp. Naturalnie mozaikowość szaty roślinnej jest tu większa i występuje tu dość znaczna liczba gatunków - ludzkich towarzyszy - chwastów i innych synantropów. Ponadto wyspy zachowanej przyrody wśród antropogenicznego krajobrazu zwiększyły atrakcyjność dla wielu gatunków zwierząt i utrzymują się na nich prawie wyłącznie, nie spotykane nigdzie w pobliżu rezerwatów.

Określ wskaźnik płodności, równanie śmiertelności, żywotność populacji i zbuduj piramidy wieku dla dwóch populacji myszy leśnych.

Tabela 1

ŁAŃCUCH TROFICZNY	Rośliny - »» Mysz - »» Jeż - »» Lis
Biomasa do obfitości w łańcuchu pokarmowym
LICZBA MYSZY WEDŁUG WIEKU W I I II POPULACJI
Śmiertelność w wieku od 0 do 10 miesięcy,% (1. populacja / 2. populacja)
Liczba urodzeń (liczby urodzeń),% (1. pop / 2. pop)
Biomasa producentów w łańcuchu pokarmowym, kg / ha.

Postęp obliczeń

Budowa piramid wiekowych populacji

Aby zbudować piramidę wiekową populacji myszy, konieczne jest obliczenie liczby osobników w każdej grupie wiekowej latem. Na podstawie liczby grup wiekowych populacji wiosennej oraz danych o płodności i śmiertelności z warunków zadania dokonujemy obliczenia dla I populacji z uwzględnieniem następujących wskaźników: - myszy w wieku 2-4 miesiące (86 osobników), 4-6 miesięcy (60 ), 6-8 miesięcy (43), 8-10 miesięcy (36 osób) \u003d 225;

Underyearlings to liczba urodzonych młodych (liczba młodych hodowlanych wzrasta 2-krotnie) \u003d 225 * 2 \u003d 450;

Odsetek osób, które przeżyły od 0 do 10 miesięcy -75%. Zgodnie z warunkami zadania wiadomo, że śmiertelność myszy w wieku od 0 do 2 miesięcy wynosi 25%. Wszystkie osobniki populacji przyjmuje się jako 100%, co oznacza, że \u200b\u200bosobniki, które przeżyły: 100% - 25% \u003d 75% lub 0,75;

Obliczenia dokonano w tabeli 2

Tabela 2 - Obliczanie wielkości pierwszej populacji myszy

	Liczba osobników
		Postęp obliczeń
		(86 + 60 + 43 + 36) x 2

Zgodnie z tabelą 2 obliczamy dla pierwszej populacji myszy:

Liczba wszystkich grup wiekowych populacji myszy na wiosnę - 445;

Liczba wszystkich grup wiekowych populacji myszy w okresie letnim - 777

dla populacji II obliczenia uwzględniają następujące wskaźniki: - myszy w grupach wiekowych 2-4 miesiące (86 osobników), 4-6 miesięcy (60), 6-8 miesięcy (43), 8-10 miesięcy (36 osobników) ) \u003d 225;

Underyearlings - tyle urodziło się młodych (liczba lęgowych wzrasta 0,5-krotnie) \u003d 225 * 0,5 \u003d 113; -Odsetek osobników, które przeżyły w wieku od 0 do 10 miesięcy -68%. Zgodnie z warunkami zadania wiadomo, że śmiertelność myszy w wieku od 0 do 2 miesięcy wynosi 32%. Przyjmujemy wszystkie osobniki populacji jako 100%, co oznacza, że \u200b\u200bosoby, które przeżyły: 100% - 35% \u003d 68% lub 0,68;

Obliczenia dokonano w tabeli 3

Tabela 3 - Obliczanie wielkości drugiej populacji myszy

	Liczba osobników
		Postęp obliczeń
		(86 + 60 + 43 + 36) x 0,5

Zgodnie z tabelą 3 obliczamy dla drugiej populacji myszy:

liczba wszystkich grup wiekowych populacji myszy wiosną - 445

liczba wszystkich grup wiekowych populacji myszy latem wynosi 409.

Tworzymy piramidy wieku dla letnich populacji myszy (ryc. 1 i 2). Aby to zrobić, wykreślamy liczbę osobników na odciętej, a okresy wieku na rzędnej. Tak więc, konstruując piramidę dla letniej populacji nornicy rudej, wartość liczebności dla grupy wiekowej 0-2 miesiące -450 osobników jest podzielona na pół, a jedna połowa jest zdeponowana po lewej stronie od 0, druga po prawej jako poziomy prostokąt. Podobnie uzupełniamy prostokąty dla pozostałych grup wiekowych.

Obliczanie wskaźników populacji i ocena żywotności populacji

Wskaźniki populacji, takie jak wskaźnik dzietności i równanie śmiertelności, obliczamy za pomocą wzorów 1 i 2.

Obliczamy wskaźnik płodności dla pierwszej populacji myszy:

gdzie n to liczba noworodków w ciągu 2 miesięcy (450);

N to całkowita liczba letnich populacji myszy (777).

Obliczamy wskaźnik płodności dla drugiej populacji myszy:

Równanie śmiertelności dla populacji myszy jest obliczane:

Populacja

gdzie N 1 - liczba wszystkich grup wiekowych populacji wiosną (445);

N 2 - liczba wszystkich grup wiekowych ludności latem (777);

V (t 2 - t 1) - liczba osobników urodzonych w ciągu 2 miesięcy. (450);

t 2 - t 1 to liczba dni w ciągu dwóch miesięcy (61).

2. populacja

gdzie N1 to liczba wszystkich grup wiekowych populacji wiosną (445);

N2 to liczba wszystkich grup wiekowych ludności latem (409);

V (t2 - t1) to liczba osób urodzonych w ciągu 2 miesięcy. (113);

t2 - t1 - liczba dni w ciągu dwóch miesięcy (61).

Ocenę żywotności populacji przeprowadza się poprzez porównanie wskaźników podanych w tabeli 4 i tabeli referencyjnej 5

Tabela 4 - Określenie żywotności populacji

Tabela 5 - Wskaźniki żywotności populacji myszy

Wynik: zgodnie z tabelą 3 określamy, że pierwsza populacja myszy jest bardziej żywotna niż druga populacja myszy

7. Zadanie 2

Dla bardziej żywotnej populacji myszy, w oparciu o wyniki zadania 1, narysuj diagram łańcucha pokarmowego dla populacji myszy leśnych, oblicz liczbę jej gatunków i zbuduj piramidę populacji.

Dany: Populacja myszy zaliczana jest do następującego łańcucha pokarmowego: rośliny zielne, mysz, jeż, lis.

Przyjmujemy, że w tym łańcuchu pokarmowym przedstawiciele każdego kolejnego poziomu żywią się tylko organizmami poprzedniego poziomu. Biomasa producentów w tym łańcuchu pokarmowym wynosi 150 kg / ha. Stosunek biomasy do liczby przyjmuje się następująco: 1 pęd rośliny zielnej - 5 g; 1 mysz - 10g; 1 jeż - 500 g; 1 lis - 5000 g

Postęp obliczeń

Prosty przykład łańcucha pokarmowego (rośliny - mysz - jeż - lis) podaje następującą sekwencję: roślinność - zwierzę wegetatywne - mniejsze zwierzę mięsożerne - większe zwierzę mięsożerne. W tym łańcuchu zachodzi jednokierunkowy przepływ materii i energii z jednej grupy organizmów do drugiej. Zbudujmy łańcuch pokarmowy dla populacji.

Biomasa producentów (poziom troficzny I) według przydziału wynosi 15 000 kg / ha. Aby uprościć obliczenia, zakładamy, że zwierzęta na każdym poziomie troficznym żywią się tylko organizmami z poprzedniego poziomu. Uwzględniając zasadę przenoszenia energii z jednego poziomu troficznego na drugi (prawo Lindemanna), obliczamy biomasę dla kolejnych poziomów troficznych (tab.6).

Stosunek biomasy do liczby przyjmuje się następująco: 1 pęd rośliny zielnej - 5 g; 1 mysz - 10 g; 1 wąż - 100 g; 1 jastrząb - 2000 g. Liczbę gatunków określamy stosunkiem wagi jednego osobnika do obliczonej biomasy:

Liczba producentów (roślin)

15 000 kg / ha: 0,005 kg \u003d 3 000 000 osobników,

Liczba konsumentów pierwszego rzędu (myszy)

1500 kg / ha: 0,01 kg \u003d 150000 osobników

Liczba konsumentów drugiego rzędu (jeż)

150 kg / ha: 0,5 kg \u003d 300 osobników

liczba konsumentów III rzędu (lisy)

15 kg / ha: 5 kg \u003d 3 sztuki

Tabela 6 - Obliczanie biomasy i liczebności dla łańcucha pokarmowego

Aby zbudować piramidę liczb na osi odciętych, odkładamy liczbę na osi rzędnych - poziomy troficzne, zaczynając od 1 od dołu do góry. Wartość liczebności dla całego poziomu troficznego jest podzielona na pół, a jedna połowa jest zdeponowana na lewo od 0, druga - na prawo w postaci poziomego prostokąta. Podobnie uzupełniamy prostokąty dla pozostałych poziomów troficznych, nakładając je jeden na drugi od dołu do góry.

żyzność populacji

Lista referencji

1. Ivonin VM, Water Ecology: Podręcznik. dodatek - Rostov-n / D: SKNTs, 2000.

2. Ekologia / pod red. Prof. V.V. Denisov. - M.IKTs „Mart”; Rostów nie dotyczy: Centrum wydawnicze „Mart”; 2006. -

3. Zasoba V.V. Wskazówki metodyczne do prowadzenia ćwiczeń praktycznych z dyscypliny „Ekologia”. - Novocherkassk. : NGMA, 1996.

4. Zasoba V.V., Levchenko E.N., Bogatova E.S. Instrukcje do streszczenia dyscypliny „Ekologia”. - Novocherkassk: NGMA, 1998.

Wysłany na Allbest.ru

...

Podobne dokumenty

Pojęcie populacji w ekologii, jej struktura i typy, podziały przestrzenne. Liczba i gęstość populacji, specyficzne relacje wewnątrzgatunkowe. Adaptacyjne cechy organizacji grupowej, miejsce populacji w hierarchii systemów biologicznych.

streszczenie, dodano 21.11.2010


Właściwości populacji: dynamika liczebności osobników i mechanizmy jej regulacji. Wzrost liczby ludności i jego konsekwencje. Krzywe zmian liczebności populacji, ich typy cykliczne i nieciągłe. Modyfikacja i regulacja czynników środowiskowych.

streszczenie, dodano 23.12.2009


Pojęcie i kryteria oceny gęstości zaludnienia, główne czynniki wpływające na jej wartość. Struktura gęstości zaludnienia. Istota i budowa biocenozy, rodzaje łańcuchów pokarmowych. Składniki różnorodności gatunkowej biocenozy. Ekosystem i jego dynamika.

podsumowanie, dodano 24.11.2010


streszczenie, dodano 07.06.2010


test, dodano 28.09.2010


Rzadkie gatunki zwierząt wymienione w Czerwonej Księdze Federacji Rosyjskiej: gęś rdzawoszyja, łabędź krzykliwy, sokół, wilk rudy, lampart śnieżny. Główne czynniki wpływające na liczebność populacji: kłusownictwo, hodowla na odległych pastwiskach, głęboki śnieg.

streszczenie, dodano 13.03.2011


Główne populacje ryb komercyjnych Zatoki Awaczińskiej (podstrefa Pietropawłowsk-Komandorskaya). Ich cechy biologiczne, stan zasobów i wartość handlowa. Charakterystyka sposobów i możliwości zachowania składu gatunkowego.

praca semestralna, dodano 18.01.2012


Problemy ekologii jako nauka. Środowisko jako koncepcja ekologiczna, jego główne czynniki. Środowiska żyjące, populacje, ich struktura i cechy ekologiczne. Ekosystemy i biogeocenoza. Nauki V.I. Vernadsky o biosferze i Noosferze. Ochrona środowiska.

instrukcja obsługi, dodano 01.07.2012


Charakterystyka statyczna i dynamiczna, mechanizmy regulacji liczebności populacji. Zakres tolerancji. Migracja, konkurencja i drapieżnictwo jako czynnik regulacyjny. Charakterystyka statyczna i dynamiczna populacji. Płodność i śmiertelność.

prezentacja dodana 02.03.2013


Biologia i ekologia rzadkich gatunków roślin. Produktywność nasion populacji krasnala Iris (Iris). Cechy techniki rolniczej, nawożenie i pielęgnacja irysów, ich choroby, szkodniki, środki zwalczania i profilaktyka. Wpływ antropogeniczny na populację tęczówki.

Stabilność populacji zależy od tego, jak struktura i właściwości wewnętrzne populacji zachowują swoje cechy adaptacyjne na tle zmieniających się warunków życia. Taka jest zasada homeostazy - utrzymywanie równowagi populacji ze środowiskiem. Homeostaza jest charakterystyczna dla populacji wszystkich grup organizmów żywych. W interakcji populacji ze środowiskiem pośredniczą fizjologiczne reakcje poszczególnych osobników. Kształtowanie się odpowiedzi adaptacyjnej na poziomie populacji jest zdeterminowane różnicą w jakości osobników. Specyfika biologii, rozmnażania, postawy wobec czynników środowiskowych, żywienie kształtują ogólny charakter użytkowania terenu i typ relacji społecznych. Decyduje to o gatunkowym typie struktury przestrzennej populacji. Jego kryteriami są charakter siedliska, stopień przywiązania do terytorium, obecność grup osobników i stopień ich rozproszenia w przestrzeni. Utrzymanie struktury przestrzennej populacji można wyrazić agresją terytorialną (agresywne zachowania wymierzone w osobniki własnego gatunku), poprzez oznaczenie terytorium.

Strukturę genetyczną determinuje przede wszystkim bogactwo puli genów. Obejmuje to stopień indywidualnej zmienności (pod wpływem selekcji następuje transformacja puli genów populacji). Kiedy zmieniają się warunki środowiskowe, osoby odbiegające od średniej są lepiej przystosowane. To właśnie te osoby zapewniają przetrwanie populacji. Jego dalsze losy zależą od tego, czy jest to proces stabilny, czy nieregularne odchylenie. W pierwszym przypadku następuje selekcja ukierunkowana, w drugim zachowywany jest pierwotny stereotyp.

Korzystanie z terytorium zapewnia pewne ograniczenie gęstości, rozproszenie jednostek w przestrzeni. Ale aby zapewnić stabilne utrzymanie kontaktów, wymagana jest koncentracja osobników. Przez optymalną gęstość rozumie się poziom, na którym równoważone są te dwa zadania biologiczne. Zasada autoregulacji gęstości opiera się na fakcie, że bezpośrednia konkurencja o zasoby wpływa na zmiany wielkości i gęstości populacji tylko wtedy, gdy brakuje żywności, schronień itp.

Istnieją różne rodzaje regulacji populacji. 1) Regulacja chemiczna występuje w dolnych taksonach zwierząt, które nie posiadają innych form komunikacji, a także u zwierząt wodnych. Tak więc w gęstych populacjach kijanek, pod wpływem metabolitów, osobniki są rozdzielane w zależności od tempa rozwoju, niektóre z nich hamują rozwój swoich towarzyszy. 2) Regulacja poprzez zachowanie jest charakterystyczna dla zwierząt wyższych. U niektórych zwierząt wzrost gęstości prowadzi do kanibalizmu. Tak więc pierwszy lęg przeżywa w gupiku, a następnie, wraz ze wzrostem gęstości, czwarty lęg jest całkowicie zjadany przez matkę. U ptaków, które wysiadują lęg z 1 jaja, starsze pisklęta zjadają młodsze, gdy brakuje pożywienia. 3) Regulacja poprzez konstrukcję. Ze względu na różnicę w jakości niektóre osoby doświadczają stresu. Wraz ze wzrostem zagęszczenia wzrasta poziom stresu w populacji. Stres hormonalnie hamuje funkcje rozrodcze. W niektórych przypadkach agresja może działać jako czynnik ograniczający liczbę. Agresja jest charakterystyczna dla osób dorosłych i dominujących, a stres przejawia się u osób o niższej randze. 4) Eksmisja osobników z grup hodowlanych. To pierwsza reakcja populacji na wzrost gęstości; jednocześnie obszar się rozszerza i utrzymuje optymalną gęstość bez spadku liczby. U niższych kręgowców bodźcem do rozprzestrzeniania się może być nagromadzenie metabolitów w środowisku, u ssaków częstość kontaktu ze śladami zapachowymi wzrasta wraz ze wzrostem gęstości, co może stymulować migrację. Śmierć zwierząt w części osadniczej jest wyższa niż w pozostałych (straty norników podczas przesiedlenia wynoszą 40-70%). W przypadku zwierząt stadnych stada są dzielone i migrowane.

Dynamika populacji

Wielkość populacji i gęstość zmieniają się w czasie. Pojemność środowiska zmienia się w skali sezonowej i długookresowej, co determinuje dynamikę zagęszczenia nawet przy stałym poziomie reprodukcji. W populacjach następuje ciągły napływ osobników z zewnątrz i eksmisja części z nich poza populację. To determinuje dynamiczny charakter populacji jako systemu złożonego z wielu odrębnych organizmów. Różnią się od siebie wiekiem, płcią, cechami genetycznymi i rolą w funkcjonalnej strukturze populacji. Liczbowy stosunek różnych kategorii organizmów w populacji nazywa się strukturą demograficzną.

Strukturę wiekową populacji określa stosunek różnych grup wiekowych (kohort) organizmów w populacji. Wiek odzwierciedla długość życia danej grupy w populacji (wiek absolutny organizmów) oraz stan stadium organizmu (wiek biologiczny). Tempo wzrostu populacji zależy od odsetka osobników w wieku rozrodczym. Odsetek niedojrzałych organizmów odzwierciedla potencjał reprodukcji w przyszłości.

Struktura wieku zmienia się w czasie, co wiąże się z różnymi wskaźnikami śmiertelności w różnych grupach wiekowych. U gatunków, dla których rola czynników zewnętrznych jest nieistotna (pogoda, drapieżniki itp.) Krzywa przeżycia różni się nieznacznym spadkiem do wieku naturalnej śmierci, a następnie gwałtownie spada. W naturze ten typ występuje rzadko (jętki, niektóre duże kręgowce, ludzie). Wiele gatunków charakteryzuje się zwiększoną śmiertelnością na początkowych etapach ontogenezy. U takich gatunków krzywa przeżycia gwałtownie spada na początku rozwoju, a następnie występuje niska śmiertelność zwierząt, które przeżyły wiek krytyczny. Przy równomiernym rozkładzie śmiertelności według wieku schemat przeżycia jest przedstawiany jako ukośna linia prosta. Ten typ przetrwania jest charakterystyczny przede wszystkim dla gatunków rozwijających się bez metamorfozy z dostateczną niezależnością potomstwa. Idealną krzywą przetrwania znaleziono dla mieszkańców starożytnego Rzymu.

Struktura płci w populacji nie tylko determinuje rozmnażanie, ale także przyczynia się do wzbogacenia puli genów. Wymiana genetyczna między osobnikami jest charakterystyczna dla prawie wszystkich taksonów. Ale są organizmy, które rozmnażają się wegetatywnie, partenogenetycznie lub zwężeniem źrenicy. Dlatego wyraźna struktura płci jest wyrażona w wyższych grupach zwierząt. Struktura płciowa jest dynamiczna i związana z wiekiem, ponieważ stosunek mężczyzn do kobiet jest różny w różnych grupach wiekowych. W związku z tym rozróżnij stosunek płci pierwotnej, wtórnej i trzeciorzędowej.

Współczynnik pierwotnej płci jest określany genetycznie (na podstawie różnej jakości chromosomów). W procesie zapłodnienia możliwe są różne kombinacje chromosomów, co wpływa na płeć potomstwa. Po zapłodnieniu włączają się inne wpływy, w stosunku do których w zygotach i zarodkach przejawia się zróżnicowana reakcja. Tak więc u gadów i owadów formowanie się samców lub samic występuje w określonych zakresach temperatur. Przykładowo zapłodnienie u mrówek odbywa się w temperaturach powyżej 20˚C, aw niższej temperaturze składane są niezapłodnione jaja, z których wylęgają się tylko samce. W wyniku takiego wpływu na charakter rozwoju i nierównomierny poziom śmiertelności noworodków różnej płci stosunek samców do samic (wtórny współczynnik płci) różni się od uwarunkowanego genetycznie. Współczynnik płci trzeciorzędowej charakteryzuje ten wskaźnik wśród zwierząt dorosłych i kształtuje się w wyniku różnej śmiertelności samców i samic w procesie ontogenezy.

Zdolność populacji do reprodukcji oznacza możliwość stałego wzrostu jej liczebności. Wzrost ten można traktować jako proces ciągły, którego zakres zależy od tempa reprodukcji. To ostatnie definiuje się jako określony wzrost liczby w jednostce czasu: r \u003d dN / Ndt,

gdzie r to chwilowe (w krótkim okresie) właściwe tempo wzrostu populacji, N to jej wielkość, at to czas, w którym uwzględniono zmianę populacji. Wskaźnik chwilowego właściwego tempa wzrostu populacji r definiuje się jako potencjał reprodukcyjny (biotyczny) populacji. Wzrost wykładniczy jest możliwy tylko wtedy, gdy r jest stałe. Ale wzrost populacji nigdy nie jest realizowany w tej formie. Wzrost populacji jest ograniczany przez zespół czynników środowiskowych i kształtuje się w wyniku stosunku dzietności do śmiertelności. Rzeczywisty wzrost populacji jest przez pewien czas powolny, a następnie wzrasta i osiąga plateau, określone przez pojemność ziemi. Odzwierciedla to równowagę procesu hodowlanego z pożywieniem i innymi zasobami.

Liczba populacji nie pozostaje stała nawet po osiągnięciu plateau; stwierdza się regularne wzrosty i spadki liczebności, które mają charakter cykliczny. W zależności od tego rozróżnia się kilka typów dynamiki populacji.

1. Typ stabilny charakteryzuje się małą amplitudą i długim okresem wahań liczebności. Na zewnątrz jest postrzegany jako stabilny. Ten typ jest charakterystyczny dla dużych zwierząt o długiej żywotności, późnym początku dojrzałości płciowej i niskiej płodności. Odpowiada to niskiej śmiertelności. Na przykład kopytne (okres fluktuacji liczebności 10-20 lat), walenie, hominidy, duże orły, niektóre gady.

2. Typ labilny (fluktuujący) wyróżnia się regularnymi fluktuacjami liczebności z okresem rzędu 5-11 lat i znaczną amplitudą (dziesiątki, czasem setki). Charakterystyczne są sezonowe zmiany liczebności związane z częstotliwością reprodukcji. Ten typ jest charakterystyczny dla zwierząt o oczekiwanej długości życia 10-15 lat, wcześniejszym okresie dojrzewania i wysokiej płodności. Należą do nich duże gryzonie, zajęczaki, niektóre drapieżniki, ptaki, ryby i owady o długim cyklu rozwojowym.

3. Dynamika efemeryczna (wybuchowa) charakteryzuje się niestabilną liczbą z głębokimi zagłębieniami, naprzemiennymi wybuchami masowej reprodukcji, w których liczba wzrasta setki razy. Jego zmiany są przeprowadzane bardzo szybko. Całkowita długość cyklu wynosi zwykle do 4-5 lat, z czego szczyt obfitości zwykle trwa 1 rok. Ten typ dynamiki jest charakterystyczny dla gatunków krótkotrwałych (nie więcej niż 3 lata) o niedoskonałych mechanizmach adaptacyjnych i dużej śmiertelności (małe gryzonie i wiele gatunków owadów).

Strategie środowiskowe. Różne rodzaje dynamiki odzwierciedlają różne strategie życiowe. Na tym opiera się koncepcja strategii środowiskowych. Jego istota sprowadza się do tego, że przetrwanie i rozmnażanie gatunku jest możliwe albo poprzez poprawę adaptacji, albo poprzez zwiększenie reprodukcji, co rekompensuje śmierć osobników, aw sytuacjach krytycznych pozwala szybko przywrócić liczebność. Pierwsza ścieżka nazywa się strategią K. Charakteryzuje się dużymi formami o długiej żywotności. Ich liczbę ograniczają głównie czynniki zewnętrzne. Strategia K oznacza selekcję pod kątem jakości - zwiększanie zdolności adaptacyjnych i odporności, a strategia r - selekcja ilościowa poprzez kompensację dużych strat o dużym potencjale reprodukcyjnym (utrzymanie stabilności populacji poprzez szybką zmianę osobników). Ten typ strategii jest charakterystyczny dla małych zwierząt o wysokiej śmiertelności i wysokiej płodności. Gatunki ze strategią r (r to tempo wzrostu populacji) łatwo kolonizują siedliska o niestabilnych warunkach i odznaczają się wysokim zużyciem energii na rozmnażanie. O ich przetrwaniu decyduje wysoka reprodukcja, która pozwala im szybko odzyskać straty.

Istnieje wiele przejść od strategii r do strategii K. Każdy gatunek dostosowując się do warunków bytu, łączy różne strategie w różnych kombinacjach.

W przypadku roślin L.G. Ramenskiy (1938) zidentyfikował 3 rodzaje strategii: fioletowe (gatunki konkurencyjne o wysokiej witalności i zdolności do szybkiego opanowania przestrzeni); pacjenta (gatunek odporny na niekorzystne wpływy, a zatem zdolny do asymilacji siedlisk niedostępnych dla innych) i wygasły (gatunki zdolne do szybkiego rozmnażania, aktywnie rozprzestrzeniające się i asymilujące miejsca z zaburzonymi skojarzeniami).

Czynniki dynamiki populacji. 1) Zespół czynników abiotycznych, na które wpływ ma głównie klimat i pogoda, jest powiązany z tymi, które nie są zależne od gęstości zaludnienia. Działają na poziomie organizmu, dlatego ich działanie nie jest związane z liczbą ani gęstością. Działanie tych czynników jest jednostronne: organizmy mogą się do nich dostosować, ale nie są w stanie wywierać odwrotnego efektu. Oddziaływanie czynników klimatycznych przejawia się w śmiertelności, która wzrasta wraz z odchyleniem siły oddziaływania czynnika od optimum. O śmiertelności i przeżywalności decyduje jedynie siła czynnika, biorąc pod uwagę zdolności adaptacyjne organizmu i niektóre cechy środowiska (obecność schronień, zmiękczający wpływ czynników towarzyszących itp.). Tak więc, jeśli temperatura zimą jest niska, a śniegu jest mało, liczba małych gryzoni będzie niewielka. To samo dotyczy kur leśnych uciekających przed mrozem w śnieżnych dziurach. Klimat może również wpływać pośrednio poprzez zmiany warunków żywienia. Zatem dobra roślinność roślin sprzyja rozmnażaniu się roślinożerców. Związek czynników abiotycznych ze strukturą populacji można wyrazić w selektywnej śmiertelności niektórych grup zwierząt (młode, migranci itp.). W zależności od zmian w strukturze populacji poziom reprodukcji może ulec zmianie (jako efekt wtórny). Jednak wpływ czynników klimatycznych nie prowadzi do powstania stabilnej równowagi. Czynniki te nie są w stanie reagować na zmiany gęstości, to znaczy działać na zasadzie sprzężenia zwrotnego. Dlatego warunki meteorologiczne zalicza się do czynników modyfikujących.

2) Czynniki zależne od gęstości zaludnienia obejmują wpływ na poziom i dynamikę liczebności pożywienia, drapieżników, patogenów itp. Działając na liczebność populacji, sami są pod ich wpływem i dlatego należą do kategorii czynników regulacyjnych. Efekt działania pojawia się z pewnym opóźnieniem. W rezultacie gęstość zaludnienia wykazuje regularne wahania wokół optymalnego poziomu.

Jedną z form jest relacja między konsumentem a jego jedzeniem. Rola żywności sprowadza się do tego, że wysoka podaż żywności powoduje wzrost wskaźnika urodzeń i spadek śmiertelności w populacji konsumentów. W rezultacie ich liczba rośnie, co prowadzi do spożywania pokarmów. Następuje pogorszenie warunków życia konsumentów, spadek wskaźnika urodzeń i wzrost śmiertelności. W rezultacie zmniejsza się presja na populację pasz.

Troficzne cykle obfitości pojawiają się w relacji drapieżnik-ofiara. Obie populacje oddziałują na siebie nawzajem na liczbę i zagęszczenie, dochodzi do powtarzających się wzrostów i spadków liczebności obu gatunków, a liczba drapieżników pozostaje w tyle za dynamiką populacji zdobyczy.

Cykle populacyjne. Dynamika dzietności i śmiertelności przejawia się poprzez mechanizmy autoregulacji, czyli populacja bierze udział w kształtowaniu odpowiedzi na wpływ czynników w postaci typów dynamiki populacji. System autoregulacji działa na zasadzie cybernetyki: informacja o gęstości ↔ mechanizmy jej regulacji. Taki system kontroli zawiera już źródło stałych fluktuacji. Wyraża się to w cyklu dynamiki populacji: amplituda (zakres wahań) i okres (czas trwania cyklu).

Utrzymanie optymalnego zagęszczenia poprzez regulację tempa reprodukcji i śmiertelności jest ściśle związane ze strukturą populacji. W miarę jak struktura staje się bardziej złożona, mechanizmy regulacyjne stają się bardziej złożone (zachowanie jest również ważne u wyższych kręgowców). Ich skuteczność opiera się na różnej jakości osobników w składzie populacji: poziom rozrodu zmienia się w zależności od miejsca w ogólnej strukturze. Nasilenie stresu jest różne u osób z różnych rang. W wielu gatunkach wysoko postawione osobniki stają się mieszkańcami rozrodu. Wahania liczebności wpływają na strukturę przestrzenną populacji: wzrost gęstości jest kompensowany rozproszeniem populacji poza rdzeniem i tworzeniem osad na peryferiach. W zależności od charakteru sezonowych zmian liczebności zmienia się struktura demograficzna populacji, intensywność reprodukcji oraz poziom przeżycia.

Zatem dynamika liczby zwierząt to interakcja populacji z warunkami jej życia. Zmiany liczebności zachodzą pod wpływem złożonego zestawu czynników, których działanie jest przekształcane przez mechanizmy intrapopulacyjne. Jednocześnie wahania są związane z dynamiką struktury populacji i jej parametrami.

Dynamika cenopopulacji wyraża się w zmianach parametrów populacji. W przypadku roślin cykle populacyjne rozpatruje się z punktu widzenia zmian struktury i funkcji populacji. Dynamika liczby zwierząt jest związana z osobnikami. W przypadku roślin jest to trudniejsze, ponieważ zarówno osobniki, jak i klony (agregaty osobników pochodzenia wegetatywnego) mogą działać jako elementy populacji. Strukturę cenopopulacji można rozpatrywać w kilku aspektach: skład populacji (ilościowy stosunek pierwiastków), struktura (wzajemne rozmieszczenie elementów w przestrzeni), funkcjonowanie (zestaw połączeń między elementami). Dynamika cenopopulacji obejmuje zmiany w czasie we wszystkich aspektach struktury (liczebność, biomasa, produkcja nasion, spektrum wiekowe i skład). Liczba i gęstość cenopopulacji zależy od stosunku płodności i śmiertelności. Płodność roślin kwitnących odpowiada potencjalnej produktywności nasion (liczbie zalążków na pęd). Faktyczna produkcja nasion (liczba pełnowartościowych dojrzałych nasion na pęd) odzwierciedla rzeczywisty poziom reprodukcji populacji. Odzwierciedla procesy samoutrzymywania się populacji. Czynniki ograniczające produktywność nasion: niedostateczne zapylanie, brak zasobów, wpływ fitofagów i chorób. Ogromne znaczenie ma rozmnażanie wegetatywne - oddzielenie części strukturalnych i ich przejście do niezależnego istnienia.

Zmiany poziomu rozrodu i śmiertelności kształtują dynamikę struktury, biomasy i funkcjonowania cenopopulacji. Gęstość wpływa na intensywność wzrostu roślin, stan produkcji nasion i wzrost wegetatywny. Wraz ze wzrostem gęstości wzrasta śmiertelność, aw niektórych przypadkach zmienia się również rodzaj przeżycia. Przy małych gęstościach śmiertelność jest wysoka, ponieważ wpływ czynników zewnętrznych jest tutaj znaczący. Wraz ze wzrostem gęstości powstaje „efekt grupowy”, a gdy gęstnieje powyżej pewnego progu, śmiertelność wzrasta ponownie w wyniku nakładania się stref fitogenicznych i wzajemnego ucisku. Śmiertelność zależna od gęstości przeciwstawia się nieograniczonemu wzrostowi populacji i stabilizuje jej liczebność w granicach bliskich optimum.

Stopniowy wzrost poziomu życia w ciągu ostatnich dwóch stuleci doprowadził do wzrostu średniej długości życia. Z tabel opracowanych przez statysta W. Farra dla Anglii i Walii, odnoszących się do lat 1838–1854, wynika, że \u200b\u200bśrednia długość życia w tym czasie wynosiła 40,9 lat. Wraz z rozwojem medycyny i higieny średnia długość życia wzrosła do 49,2 lat (1900–1902). W USA w 1945 roku średnia długość życia wyniosła 65,8, tj. wzrosła w ciągu pięciu dekad o około 16 lat.

Krótko o głównym

Ekologiczne interakcje między środowiskiem a społecznością determinują wielkość populacji. Wartość ta jest wskaźnikiem tego, jak skutecznie społeczność podporządkowuje się środowisku (w wyniku świadomej aktywności lub w inny sposób).

Przyspieszony wzrost liczby ludności rozpoczął się około 8 000 lat temu. W epoce paleolitu i mezolitu gęstość zaludnienia wynosiła mniej niż 1 osoba na 3 km2. W epoce neolitu, kiedy człowiek zaczął uprawiać ziemię, gęstość wzrosła około 10 razy; w epoce brązu i żelaza - kolejne 10 razy. Łączną liczbę ludzi w epoce neolitu szacuje się na około 5 milionów, aw okresie pojawienia się pierwszych dużych miast - na 20-40 milionów.

Współczesny gatunek Homo sapiens potrzebował około 20 tysięcy lat, aby osiągnąć 200 milionów (w okresie Cesarstwa Rzymskiego). W ciągu następnych 1500 lat (do roku 1600 ne) populacja świata wzrosła do 500 milionów, po kolejnych 200 latach wzrosła ponad dwukrotnie (około 1 miliarda w 1800 roku).

Wielkość populacji ludzkiej zależy nie tylko od czynników biologicznych, ale także kulturowych.

Wzrost liczby ludności należy postrzegać jako proces związany z równowagą trzech czynników demograficznych - dzietności, śmiertelności i migracji.

Poziom życia danej społeczności ludzkiej zależy od sposobu, w jaki społeczność ta osiąga równowagę w określonych warunkach środowiskowych. Równowagę tę można osiągnąć poprzez wyższą ogólną śmiertelność lub wyższą zachorowalność, a także ciężką pracę, zły stan zdrowia lub brak materialnego bogactwa. Aby scharakteryzować równowagę, można posłużyć się różnymi kryteriami (w tym tymi, które określają poziom zużycia, wydajności, energii lub dochodu pieniężnego na mieszkańca), a także różnymi wskaźnikami demograficznymi. Na szczególną uwagę zasługują wskaźniki śmiertelności niemowląt i oczekiwanej długości życia.

pytania testowe

1. Jakie czynniki wpływają na gęstość zaludnienia i jej wielkość?

2. Jakie procesy regulują wielkość populacji?

3. Jakie są środki regulujące wielkość populacji ludzkiej?

Literatura

Obowiązkowy

1. Khrisanfova E.N., Perevozchikov I.V. Antropologia. - M.: Szkoła wyższa, 2002.

2. Khomutov A.E. Antropologia. - Rostov n / a: Phoenix, 2004.

Dodatkowy

1. Bigon M., Harper J., Townsend K. Ekologia. Osoby, populacje i społeczności. T.

Żaden żywy organizm nie istnieje oddzielnie od innych - wszystkie tworzą grupy zwane populacjami. W obrębie populacji zachodzą dość złożone interakcje, ale zarówno w relacjach z innymi populacjami, jak i ze środowiskiem, populacja zachowuje się jak rodzaj integralnej struktury. Dlatego najniższym poziomem organizacji materii żywej, rozpatrywanym w ekologii, jest stan populacji.

Główną cechą populacji jest jej całkowita liczba lub gęstość (liczba na jednostkę powierzchni zajmowanej przez ludność). Zwykle wyraża się to w liczbie osobników lub w ich biomasie. Wielkość określa wielkość populacji. Charakterystyczne jest, że w przyrodzie istnieją pewne dolne i górne granice liczebności populacji. Górną granicę wyznacza przepływ energii w ekosystemie, na który składa się populacja, jej poziom troficzny oraz cechy fizjologiczne organizmów tworzących populację (wielkość i intensywność metabolizmu). Dolna granica jest zwykle określana czysto statystycznie - jeśli populacja jest zbyt mała, prawdopodobieństwo wahań gwałtownie wzrasta, co może doprowadzić do całkowitej śmierci populacji.

Jedną z podstawowych zasad ekologicznych jest twierdzenie, że w nieograniczonym stacjonarnym i korzystnym dla organizmów środowisku wielkość populacji rośnie wykładniczo. Jednak, jak już wspomniano, nigdy nie obserwuje się tego w przyrodzie - wielkość populacji jest zawsze ograniczona od góry. Światło, żywność, przestrzeń, inne organizmy itp. Mogą działać jako czynnik ograniczający (lub czynniki ograniczające).

Dynamikę zmian wielkości populacji ogółem determinują dwa procesy - narodziny i śmierć.

Proces porodu charakteryzuje się płodnością - zdolnością populacji do wzrostu wielkości. Płodność maksymalna (absolutna, fizjologiczna) to maksymalna możliwa liczba potomstwa wyprodukowanego przez jednego osobnika w idealnych warunkach ekologicznych przy braku jakichkolwiek czynników ograniczających i jest określana wyłącznie przez fizjologiczne możliwości organizmu. Płodność ekologiczna (lub po prostu płodność) wiąże się ze wzrostem populacji w rzeczywistych warunkach środowiskowych. Zależy to zarówno od wielkości i składu populacji, jak i od fizycznych warunków środowiska.

Proces zmniejszania się populacji charakteryzuje się śmiertelnością. Analogicznie do płodności wyróżniają: śmiertelność minimalną, związaną z fizjologiczną oczekiwaną długością życia, oraz ekologiczną, która charakteryzuje prawdopodobieństwo śmierci osobnika w warunkach rzeczywistych. Jest oczywiste, że śmiertelność środowiskowa jest znacznie wyższa niż fizjologiczna.

Biorąc pod uwagę dynamikę populacji izolowanej, można założyć, że współczynniki dzietności i śmiertelności są uogólnionymi parametrami charakteryzującymi interakcje populacji ze środowiskiem.