- •Маврищев в.В., высоцкий а.Э., соловьева н.Г. Радиоэкология и радиационная безопасность содержание
- •Часть I. Введение в экологию
- •Часть II . Радиоэкология
- •Часть III радиационная безопасность
- •19.3. Методы регистрации и измерения ионизирующих излучений,
- •Часть I. Введение в экологию
- •1. Предмет и содержание экологии
- •1.1. Определение экологии
- •1.2. Разделы экологии
- •1.3. Объекты изучения экологии
- •2. Среда обитания, основные среды жизни, экологические факторы среды
- •2.1. Понятие о среде обитания
- •2.2. Абиотическая среда, основные среды жизни
- •2.3. Живые организмы как среда обитания
- •2.4. Понятие об экологических факторах
- •2.5. Абиотические факторы
- •2.5.1. Климатические факторы
- •2.5.2. Факторы почвенной среды (эдафические факторы)
- •2.5.3. Орографические факторы
- •2.5.4. Гидрографические факторы
- •2.5.5. Химические факторы
- •2.5.6. Пирогенный фактор (пожары)
- •2.6. Биотические факторы
- •2.7. Лимитирующие экологические факторы
- •3. Экология популяций
- •3.1. Определение и сущность популяции
- •3.2. Характеристика популяций
- •3.3. Взаимодействия между популяциями
- •3.4. Конкуренция. Закон конкурентного исключения Гаузе
- •4. Биоценоз
- •4.1. Понятие биоценоза
- •4.2. Пространственная структура биоценоза
- •4.3. Трофическая структура биоценоза
- •4.4. Пищевые цепи, экологические пирамиды
- •4.5. Экологическая ниша
- •5. Экосистема
- •5.1. Сущность экосистемы
- •5.2. Динамика экосистем
- •5.3. Агроэкосистемы
- •6. Биосфера
- •6.1. Понятие биосферы
- •6.2. Учение в.И. Вернадского о биосфере
- •6.3. Живое вещество биосферы
- •7. Основные экологические проблемы современности
- •7.1. Парниковый эффект
- •7.2. Состояние озонового экрана
- •7.3. Проблема кислотных осадков
3.2. Характеристика популяций
Любая популяция характеризуется определенными качественными и количественными признаками, имеет особую организацию и структуру. Следует подчеркнуть, что между отдельным организмом и популяцией организмов существует принципиальная разница. Как капля воды не отражает свойства реки, озера, океана, так и организм, взятый в отдельности, не может характеризовать всю популяцию в целом.
Изучающему популяци следует знать следующую особенность при ее характеристике: единственным носителем признаков популяции является группа особей, но не отдельные особи в этой группе. Это очень важно.
Популяция как биологическая система обладает структурой и функциями. Структура популяции характеризуется составляющими ее особями (численность) и их распределением в пространстве. Функции популяции аналогичны функциям других биологических систем. Им свойственны рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях.
Одним из важных параметров, определяющих пространственную структуру, является численность особей в популяции. Наблюдая за свойствами различных популяций, будь то популяции животных или растений, можно видеть, что численность их бывает очень различной. Это может быть и сотня деревьев, встречающихся на гектаре соснового леса, и миллионы одноклеточных водорослей в экосистеме пруда или озера, и несколько грифов, живущих на недоступных скалах, и тучи скворцов над только что засеянным ржаным полем.
Под численностью популяции понимается общее количество особей в популяции. Численность популяции не может быть постоянной и зависит от соотношения интенсивности размножения и смертности.
Плотность популяции определяется как количество особей вида на единице площади (главным образом земной поверхности) или же в единице объема (водная среда, экспериментальная культура), например, 200 деревьев на 1 га, 50 человек на 1 км2, 20 головастиков на 1 м3 воды.
Особи живых организмов (растения, животные, микроорганизмы) обычно распределены в пространстве неравномерно. Каждая популяция занимает пространство, обеспечивающее средствами к жизни лишь определенное число особей.
В общем виде можно выделить три типа распределения особей: случайное, регулярное (равномерное) и групповое (пятнистое).
Случайное распределение характерно для популяций, численность особей которых невелика и потенциальная возможность конкуренции мала. При этом среда обитания организмов должна быть более или менее однородной. В этом случае сила и направление воздействия абиотических и биотических факторов случайно изменяются во времени и пространстве. Случайное распределение встречается в природе не очень часто, хотя само действие случайных природных факторов само по себе не редкость. Такое случайное распределение характерно, к примеру, для пауков, обитающих в лесной подстилке.
Наиболее часто в природе распространено групповое (пятнистое) распределение. Оно свойственно многим организмам, обитающим не только в наземных, но и в водных экосистемах. При данном типе распределения организмы образуют разнообразные группировки. Образование таких групп происходит по разным причинам: неоднородность среды, локальные различия в местообитаниях, влияние суточных и сезонных изменений погодных условий; особенности процесса размножения, и т.д.
Примеров группового распределения можно привести множество. Огромными косяками передвигаются с место на место многие рыбы. В большие стаи собираются водоплавающие птицы, готовящиеся к дальним перелетам Северо-американские северные олени карибу в условиях тундры образуют огромные стада.
Такие же примеры можно привести и для растений: пятнистое размещение растений клевера на лугу, пятна мхов и лишайников в тундре, скопление кустарничков брусники в сосновом лесу, обширные пятна кислицы в еловом лесу, земляничные поляны на светлых лесных опушках и т.п.
Регулярное (равномерное) распределение может наблюдаться при сильном антагонизме особей (конкуренции), когда вероятность нахождения одной особи рядом с другой крайне мала. В природе такой тип распределения встретить трудно, хотя нередко можно встречать размещение организмов, отклоняющееся от случайного в сторону большей регулярности.
Регулярное распределение чаще всего можно наблюдать в искусственно созданных человеком сельскохозяйственных системах – садах, огородах. Так, при посадке, равномерно можно распределить яблоневые деревья в саду, используя мерную ленту. В огороде таким образом можно высадить кусты ягодных культур, некоторые овощные растения.
Важной характеристикой при исследовании популяции является ее возрастная структура. Возрастная структура отражает соотношение различных возрастных групп в популяции и определяет ее способность к размножению. В быстрорастущих популяциях молодые особи составляют большую долю. Поэтому состояние популяции по прошествии определенного промежутка времени будет зависеть от ее нынешнего полового и возрастного состава.
В современной экологии при исследовании возрастного состава популяции выделяют три экологические возрастные группы:
■ пререпродуктивную (неполовозрелые молодые особи);
■ репродуктивную (особи способны к размножению);
■ пострепродуктивную (особи уже не способны к размножению).
Длительность этих возрастов по отношению к общей продолжительности жизни сильно варьирует у разных организмов.
При благоприятных условиях в популяции имеются все возрастные группы и поддерживается сравнительно стабильный уровень численности. Обычно в начальный период роста (пререпродуктивная стадия) организмы размножаться не способны. Длительность этого периода у различных видов сильно варьирует - от нескольких минут у микроорганизмов до нескольких лет у человека, многих млекопитающих, деревьев.
Динамика популяций в упрощенном варианте может быть описана такими показателями как рождаемость и смертность. Это наиболее важные популяционные характеристики, на основании анализа которых можно судить об устойчивости и перспективном развитии популяции.
Рождаемость – одна из основных характеристик популяции и определяется как число особей, рожденных в популяции за некоторый промежуток времени (час, день, месяц, год).
При этом термин «рождаемость» характеризует появление особей любых видов, независимо от способов появления их на свет: будь это прорастание семян подорожника или овса, появление детенышей из яиц у курицы или черепахи, рождение потомства у слона, кита, либо человека.
Смертность - величина, обратная рождаемости. Это число погибших в популяции особей за единицу времени.
Подобно рождаемости, смертность можно выразить числом особей, погибших за данный период (число смертей в единицу времени) или же в виде удельной смертности для всей популяции или ее части. При определении смертности популяции учитываются все погибшие особи независимо от причины смерти (умерли ли они от старости или погибли в когтях хищника, отравились ядохимикатами или замерзли от холода и т.д.).