Лекция 6

Статистические параметры популяции

При описании популяции и ее аналитическом изучении используются обычно две группы количественных показателей.

Одни — статические — характеризуют состояние популяции в какой-то определенный момент времени. К ним относятся

- общая численность (или поголовье),

- плотность (число особей, приходящееся на единицу пространства) популяции, а также

- различные характеристики популяционной структуры (возрастной, размерной, половой и др.). Следует подчеркнуть, что сами по себе статические показатели постоянством не отличаются.

Другие — динамические — характеризуют процессы, протекающие в популяции за некоторый промежуток времени. Во времени они меняются и порой очень значительно, но интенсивность этих изменений оценивается уже другими — динамическими показателями.

10.1. Общая численность (поголовье) популяции

В ходе некоторых экологических, а особенно эколого-генетических исследований возникает вопрос о том, какова общая численность (или поголовье) особей в популяции. Как правило, на этот вопрос нетрудно ответить, если имеешь дело с лабораторной культурой достаточно крупных объектов, например мучных жуков, живущих в одной банке. Оценить общую численность природных популяций гораздо сложнее, но иногда возможно, если идет речь о крупных и хорошо заметных для человека организмах, образующих скопления на ограниченной территории.

Например. Численность популяций диких северных оленей на Кольском полуострове учитывают облетая на самолете или вертолете возвышенности, где в начале весны скапливаются эти животные, фотографируют встречающиеся на них стада, а затем уже по фотографиям подчитывают всех животных. Подобным образом оценивается численность африканских копытных. Аналогично, «по головам», можно сосчитать и колониально гнездящихся птиц — кайр, грачей, белых гусей и т.д.

В некоторых случаях для оценки общей численности популяции подвижных животных удобным оказывается метод мечения. Суть его в том, что животных ловят, метят и выпускают обратно в природу, туда, где они были пойманы, а через некоторое время производят новый облов, и по доле, которую составляют меченые особи от общего числа пойманных, определяют численность популяции.

Указанный метод требует выполнения нескольких условий:

1) выловленные и меченые животные должны представлять действительно случайную выборку из популяции, т.е. в ней не должен быть повышен процент особей слабых, больных, также характеризующихся пониженной (или повышенной) активностью;

2) выпущенные в природу меченые животные должны полностью перемешаться с оставшейся частью популяции;

3) вероятность выживания меченых особей должна быть примерно такой же, как немеченых особей;

4) при вторичном отлове вероятность поимки меченых животных не должна быть больше или меньше, чем немеченых особей;

5) время между двумя отловами должно быть меньше продолжительности жизни одного поколения. Хотя на практике редко осуществляются все пять приведенных условий, метод мечения в некоторых случаях, например при оценке численности рыб во внутренних водоемах, дает удовлетворительные результаты, а иногда он просто единственно возможный.

10.2. Плотность популяции

В подавляющем большинстве случаев эколог не в состоянии определить непосредственно общую численность (поголовье) популяции, а вынужден ограничиваться отбором отдельных проб и подсчетом особей в пробах. Величина, которую он при этом определяет, есть, плотность — число особей, приходящихся на единицу пространства. Для каждой группы организмов существуют свои способы оценки и выражения плотности. Плотность популяций наземных (а также бентосных) растений и животных выражают обычно на единицу площади, а плотность популяций планктонных организмов — на единицу объема водной толщи или же на единицу площади поверхности.

Оценка на единицу поверхности. При изучении травянистых растений используют квадратные или круглые рамки, которые кладут на землю, а затем подсчитывают все попавшие внутрь рамки растения или проективное покрытие — процент площади, покрытый надземными частями растений какого-либо определенного вида. Гидробиологи, изучающие бентос, употребляют дночерпатель, с помощью которого можно вырезать поверхностный слой грунта определенной площади.

Оценка на единицу объема. Изучающие планктон, облавливают водную толщу планктонной сеткой, или пользуются батометром — прибором, приносящим на поверхность определенный объем воды.в наземных биоценозах для аналогичных целей используется сачком, колоколом или биоценометром.

Оценка на единицу трансекта. В некоторых случаях плотность популяции оценивают как число встреч на определенном маршруте.

Таковы, например, весенние учеты птиц по песням самцов, зимние учеты млекопитающих по следам на снегу, или учеты деревьев вдоль трансекты (разреза).

Исследование взаимоотношений. Иногда, например при изучении взаимодействий разных организмов, удобно выражать плотность не числом особей на единицу пространства, а средним расстоянием между соседними особями, или, как говорят, «расстоянием до ближайшего соседа». При взаимоотношении растительноядных животных с кормовыми объектами возможно использование «биологической плотности» - количество животных на единицу биомассы растения.

Порой плотность может быть выражена только косвенно — показателями, которые, как предполагается, коррелируют с искомой действительной плотностью популяции. Несмотря на очевидную приблизительность подобных способов оценки, они оказываются достаточно информативными для решения многих конкретных задач.

Например, косвенными оценками плотности являются такие показатели, как число рыб, пойманных в расчете на некоторое «промысловое усилие», число шкурок какого-либо пушного зверя, сданных за год в заготовительную контору, или число полевок, пойманных за определенное число ловушко-суток.

Иногда важно различать среднюю плотность, т.е. число особей на единицу всего пространства и экологическую плотность, т.е. численность на единицу обитаемого пространства. Например, в практике лесного хозяйства гораздо важнее знать плотность вредителя на 100 гр. биомассы растений, чем его среднюю плотность во всем лесонасаждении.

Очень часто в качестве меры плотности используют частоту встречаемости - процент проб, в которых обнаружен данный вид. Такой показатель часто используется геоботаниками и охотоведами.