2.1.6. Динаміка популяцій
Динамічний популяційний процес включає в себе декілька відносно самостійних явищ:
зміна розмірів території, яку займає популяція;
зміна щільності особин в межах популяційного поля, межі при цьому можуть залишатися попередніми;
зміна розмірів запасу фітомаси в розрахунку на одиницю площі за рахунок трансформації стану особин, що входять до популяції.
Якщо все ж таки динаміку популяцій розуміти тільки як зміну чисельності особин, то трансформація властивостей особин, зміщення співвідношення між різними їхніми групами і особливо функціонування популяції будуть тоді виступати як механізми, що забезпечують динаміку чисельності. Коливання чисельності особин в популяціях, що є типовими для багатьох рослин та тварин, називаються флуктуаціями.
Загальний хід зміни чисельності особин в популяції визначається рівнянням:
де
N – чисельність особин в популяції, В –
народжуваність, О – смертність, І –
імміграція, Е – еміграція, І – час.
Розміри популяції можуть зростати або
за рахунок великої народжуваності, або
за рахунок високої еміграції, або за
рахунок поєднання обох цих факторів.
Знижує розмір популяції смертність та
еміграція особин за її межі.
Народжуваність – це число нових особин, які з’являються в популяції за певний період часу у розрахунку на одну особину. Рівень народжуваності помітно змінюється протягом років. Добре відомі цикли плодоношення яблунь. У дрібних гризунів (лемінги, миші) вибухи високої народжуваності відбуваються один раз у 3-4 роки. Їм відповідають і сполохи народжуваності в популяціях хижаків: лисиці, песці, сови. У сарни сполохи народжуваності спостерігаються в середньому один раз у 40 років.
Смертність особин. У кожного організму є свої межі біологічного життя. Вимирання особин у популяціях може спостерігатися на різних фазах розвитку особини. Закономірним є вимирання найбільш старих, але пік смертності припадає на молоді особини. Майже у всіх рослин найбільша кількість смертей припадає на фазу проростання насіння, у тварин — на фазу молодняку.
Є два основних варіанти росту популяції: незалежний та залежний від щільності. У першому варіанті число особин в популяції зростає незалежно від їхнього числа в популяції, в другому – відтворення має зворотний зв’язок з щільністю популяції. Чим більша щільність популяції, тим нижча народжуваність. За певної пирогової величини показника щільності народжуваність дорівнює смертності, і число особин в такій популяції стабілізується.
Задля стійкого існування популяції оптимальна певна специфічна для даного біологічного виду і типу середовища щільність. При розрідженому заселенні популяційного поля ускладнюються зустрічі партнерів по розмноженню, територію важко оберігати від вторгнення конкуруючих особин. Перенаселення, навпаки, створює дефіцит поживних речовин, а у тварин викликає стреси та досить часті сутички між особинами. Перенаселення настільки несприятливе, що в процесі еволюції виробилося багато різних механізмів його запобігання.
2.1.7. Популяція як об’єкт використання, моніторингу та управління
При всіх видах використання природних ресурсів об’єктом діяльності людини виявляються, в першу чергу, популяції рослин та тварин – лікарських, сировинних, рибних, мисливських і т.п. В усіх таких випадках використання спирається на здатність природних популяцій до автономної регуляції чисельності. Після вилучення з популяції тієї чи іншої частини особин, їхня чисельність в популяції поступово відновлюється. Більш того, помічено, що в багатьох випадках вилучення з популяції деякої кількості особин веде до збільшення потенціалу її відтворювання. А.В.Яблоков (1987 р.) підкреслював, що визначення меж відведення особин та біомаси з популяції є центральним завданням природокористування.
Популяція як елементарна біосферна одиниця життя є першим акцептором, який сприймає всю різноманітність порушень, що вносить у навколишнє середовище діяльність людини. Якщо антропогенна діяльність навіть і не направлена прямо на ту чи іншу популяцію, вона опосередковано сприймає такі дії. Оцінка порогу стійкості популяцій до таких опосередкованих впливів – це теж важлива прикладна задача.
Перевищення порогів використання популяцій завжди загрожує серйозними наслідками. Найбільш яскравим прикладом є вісім популяцій атлантичного оселедця, що знаходиться в акваторії Північно-Західної Атлантики. У 1975 р. спеціалісти виявили критичне зниження чисельності особин та потенціалу відтворення оселедців в цих популяціях. Але масовий промисел проте не був припинений. У результаті до початку 80-х років чисельність оселедців в цих популяціях знизилася так сильно, що їх промисловий вилов став нерентабельним, Підірвані колись популяції атлантичного оселедця до сих пір не відновили свою базову чисельність і людство втратило досить важливий ресурс харчів.
Популяція живих організмів практично завжди виступає як базова одиниця використання та управління. Окрім чисельності особин, стійкість популяцій в умовах користування визначається і рядом інших популяційних параметрів – статевою, віковою та розмірною, просторовою структурою та ін. При постійному спостереженні (моніторингу) за популяційними параметрами та контролі за величиною вилучення з популяції особин популяції можуть існувати та зберігати свої корисні властивості необмежене довгий час.
Управління чисельністю особин в популяціях є актуальним і для видів рослин і тварин, які називаються «шкідниками». Еколого-популяційний підхід повністю виключає таке поняття, як знищення популяції, або, ще більше, біологічного виду як шкідливого для людини. Замість цього зусилля повинні бути спрямовані на знаходження таких порогів чисельності популяції, при яких вони б стійко існували в природних або штучних біоценозах, але не завдавали економічно помітних збитків людині.
У наш час десятки тисяч видів рослин та тварин потребують охорони. При біомоніторингу опора на популяційні параметри стає найбільш надійним засобом отримання широкої інформації про стан видів рослин і тварин в різних екосистемах.
«Якщо природа зміниться настільки, що стане заперечувати суть виду ”людина розумна”, ніщо не вбереже її від долі динозаврів...»