IV.2.Демэкологическое исследование проблем перенаселения

В каждой экосистеме существует сумма внешних и внутренних экологических факторов, под влиянием которых численность каждого вида устанавливается на определенном уровне, соответствующим возможностям среды. Демэкологические факторы, которые обуславливают рост популяции, действуют на два противоположных параметра: показатель рождаемости b и показатель смертности m. Если не учитывать миграцию,. То естественный прирост будет характеризовать показатель r= b- m.

В среде с неограниченными возможностями рост численности популяции идет по экспоненциальному закону, при котором естественный прирост популяции R определяется по формуле

R = ∆ N/N ∆t (1)

Если рассмотреть человеческий род, то обнаружится, что в 1974 году он насчитывал 3,889*10⁹ человек, а в 1975 году – 3,967*10⁹ человек. Тогда, ∆t = 1 год, ∆ N = 77,3*10⁹ , тогда естественный прирост составит: 77,3*10⁹ /3,967*10⁹ =0,.0195 индивидуумов в год. Ежегодный прирост численности, таким образом, составляет 1.95% в год, он сохраняется в течение нескольких десятилетий.

Когда в выражении ∆t→0, то R→r (r – норма, присущая естественному приросту), которая является постоянной характеристикой вида:

r =dN/ Ndt или (2)

dN = r* Ndt (3)

Если проинтегрируем это выражение, то получим

N = N_о e ^rt (4)

То есть, численность популяции изменяется по экспоненциальному закону. Пусть N_о = 1, ∆t = 1 год, R – годовой прирост, тогда по прошествии года численность популяции будет

N = 1 + R, где

1 + R=e ^r (5)

Из этого выражения следует, что при малых значениях показателя прироста, например, ниже 5% в год, можно полагать r ≠ R. Скорость увеличения численности популяции, развивающейся при отсутствии ограничивающего фактора, находим из выражения (4), продифференцировав его по времени:

dN/dt = rN = r N_о e ^rt (6)

что также является экспоненциальной функцией, графическое изображение которой называется кривой биотического потенциала. Она выражает максимальную плодовитость вида. Таков случай человеческого рода, зависимость численности которого от времени описывается экспонентой.

Опыт показывает, что люди являются исключением: никакой другой вид животных не следует этому закону. Кривая численности роста популяции имеет S-образную форму, т.е. число особей асимптотически стремится к пределу, который может поддержать окружающая среда. Это так называемая удельная биотическая нагруженность среды. В природе факторы, ограничивающие рост численности действуют весьма эффективно (исключая человека). Число особей в популяции никогда не остается постоянным, что является проявлением динамического равновесия. Если внешние факторы влияют, главным образом, на показатель смертности m, то внутренние факторы определяют показатель рождаемости b. Для понимания демографической структуры популяции необходимо знать норму смертности в различных возрастных классах и ее обратное значение, обусловленное продолжительностью жизни индивидуума.

Демографический взрыв ХХ века – результат прежде всего резкого снижения смертности во всех возрастных группах, в то время как рождаемость осталась практически такой же. При таких условиях показатель r= b- m растет. Значительное увеличение средней продолжительности жизни обусловлено многими причинами: развитие медицины, использование антибиотиков, химиотерапия, улучшение условий жизни в городах, достижения агротехники и т.д. Средняя продолжительность жизни, которая в неолите составляла 18 лет, во времена Римской империи – 25 лет, в средние века – 35 лет (Великобритания), сейчас достигает 75 лет и более (Япония).

Но еще больше, чем увеличение средней продолжительности жизни, на современный демографический взрыв повлияло снижение детской смертности. В настоящее время самая низкая детская смертность наблюдается в промышленно развитых странах: Великобритания – 19%, Япония – 17%, Швеция – 11%. В то время как в Европе за последние 150 лет наблюдается тенденция к снижению рождаемости и росту продолжительности жизни, в развивающихся странах значительно уменьшилась смертность и почти не снизилась рождаемость. Так, в Шри-Ланке рождаемость такая же как в начале века (если не выше), а смертность снизилась в три раза.

Большая часть населения в странах с демографическим взрывом, которая находится в предрепродуктивном периоде, несет в себе потенциальную возможность роста населения. Практически все развивающиеся страны сегодня придерживаются демографических законов, пригодных для любого живого существа: при отсутствии добровольного контроля за рождаемостью, население этих стран эволюционирует во времени по экспоненциальной кривой.