4 Популяция (Решение задач)

4.1 Цель работы: Изучить способы учета численности популяций и расчета влияние на нее различных экологических факторов.

4.2 Теоретическое введение

Численность – это общее число особей в популяции. Плотность популяции – это число особей данного вида, приходящееся на единицу площади или объема (для водных видов). Для многочисленных, неравномерно распределенных объектов, например, тлей, часто вместо плотности определяют встречаемость, т.е. долю растений или проб, где присутствует данный вид. Различают среднюю плотность, т. е. численность, приходящуюся на единицу всего пространства, обитаемого и необитаемого, и экологическую плотность, т.е. численность или биомассу, приходящуюся на единицу доступной площади, которая может быть занята популяцией

Прямые методы определения величины популяции. Сосчитать всю популяцию возможно лишь в редких случаях, если вид живет открыто на весьма ограниченной территории. Для этого применяют тотальный (сплошной) учет. Можно посчитать все липы в городском парке, всех моржей на небольшом лежбище, с вертолета заметить всех сайгаков в степи и т.д.

В большинстве случаев полный подсчет слишком трудоемок и пользуются методом пробных площадок. Их вразброс располагают по всему ареалу популяции, на них проводят тотальный учет, а затем результаты пересчитывают на всю площадь.

Интересным, но реже используемым является метод мечения. Он заключается в том, что животных, отлавливают, каким-то способом метят и выпускают обратно в популяцию. Когда пройдет достаточно времени, чтобы меченые особи хорошо перемешались с остальными, проводят повторные учеты, подсчитывая сколько немеченых животных приходится на 1 меченное. Поскольку число меченых известно, составив пропорцию, нетрудно определить численность всей популяции.

Если трудно определить абсолютное значение численности, для сравнения разных популяций, можно использовать косвенные показатели обилия, например, число следов, гнезд, нор, число животных или птиц, встреченных в течение часа, число рыб, пойманных при 1 забросе сети, насекомых - при 1 взмахе сачка или в 1 ловушку, число шкурок пушного зверя, сданных за 1 год в заготконтору и т.д. Их можно использовать вместо прямого определения плотности, если известно, что они коррелируют с действительной численностью.

4.3 Задачи

1. При маршрутном учете имаго (взрослых особей) вредной черепашки агроном осматривает колосья на полосе шириной 2 м. Пройдя 100 м по полю, он насчитал 25 клопов-черепашек. Какова плотность вредителя на этом поле?

2. Определите встречаемость злаковой тли, если из 300 учетных растений ячменя заселенными оказались только 25?

3. Если из 100 пробных площадок в лесу, всходы клена обнаружены только на 20, какова будет его встречаемость?

4. В начале сезона было помечено 1 000 рыб. В ходе последующего лова в общем вылове из 500 рыб обнаружилось 35 меченых. Какова была численность популяции перед началом промысла?

5. В заповеднике было помечено 200 птиц. В ходе последующих учетов из 60 пойманных птиц обнаружилось 12 меченых. Какова была исходная численность популяции?

6. В пахотной почве число дождевых червей, обнаруженных на восьми учетных площадках размером 50х50 см каждая, составляло 80 экземпляров. После применения гербицида – химического средства борьбы с сорняками – сделали учеты на десяти таких же площадках и обнаружили в сумме 25 червей. Какова плотность популяции в расчете на 1 м² до и после использования гербицида? Какова смертность червей в результате обработки?

7. В пруде площадью 2 га обитало 2000 карпов. Как изменилась экологическая плотность рыб, когда летом пруд пересох вдвое?

8. В городе с населением 10 000 человек за год родилось 400 детей. Удельная рождаемость составила: а) 0,04; б) 0,4; в) 0,8. (Выберите правильный ответ)

9. Популяция из 50 простейших за сутки увеличилась до 1000. Общая рождаемость составила: а) 950 особей в сутки, б) 1000 особей в сутки, в) 1050 особей в сутки. (Выберите правильный ответ)

10. Популяция из 50 простейших за сутки увеличилась до 1000. Удельная рождаемость составила: а) 19, б) 20, в) 1000. (Выберите правильный ответ)

11. Популяция птиц максимально могла отложить 600 яиц. Вывелось 360 птенцов. Какова экологическая рождаемость? Ответ: а) 600, б) 360, в) 240. (Выберите правильный ответ)

12. Начальная численность популяции хламидомонады составляет 30 особей, а период генерации – 4 часа. Хламидомонады размножаются двойным делением, численность популяции растет по экспоненциальному закону, а смертность равна 0. Какова будет численность хламидомонад спустя 1 сутки?

13. Начальная численность популяции бактерий составляет 4 особи, а период генерации – 1 час. Бактерии размножаются двойным делением, численность популяции растет по экспоненциальному закону, а смертность равна 0. Какова будет численность бактерий спустя 1 сутки?

14. Начальная численность популяции хламидомонады составляет 8 особей, каждая особь в среднем за 3 часа образует 3 дочерние клетки. При условии, что популяция растет по экспоненциальному закону, а смертность равна 0. Какова будет их численность спустя 1 сутки?

15. Начальная численность популяции сине-зеленой водоросли анабены составляет 100 особей, каждая особь в среднем за 2 часа образует 2 дочерние клетки. При условии, что численность популяции растет по экспоненциальному закону, а смертность равна 0. Какова будет численность анабены спустя 1 сутки?

16. При естественном приросте численности 1,6%, а смертности 14000 на 1 млн. человек, рождаемость составляет_____%.

17. При естественном приросте численности 2%, а смертности 8000 на 1 млн. человек, рождаемость составляет_____‰.

18. При рождаемости населения 42 на 1000 человек, а смертности – 22 на 1000 человек естественный прирост составляет ___ %

19. При рождаемости населения 40 на 1000 человек, а смертности – 30 на 1000 человек естественный прирост составляет ___ %

20. Ежегодная рождаемость популяции составляет 1000 особей. Ежегодная смертность – 30%. Рассчитайте, до какого возраста могут дожить особи одного поколения. Постройте график в полулогарифмическом масштабе (по оси у – lgN, т.е. на оси отмечаете через равные интервалы 0, 1, 10, 100, 1000). Определите тип кривой выживания.

21. Рассчитайте смертность во время спячки в двух популяциях малого суслика. В первой из них плотность популяции перед впадением в спячку составляла 160 зверьков на 1 га, выжило 80, во второй – соответственно 90 и 56. На каком участке смертность оказалась выше и чем можно это объяснить, если принять во внимание, что запас кормов, приходящихся на гектар, на обоих участках был одинаков?

22. В таблице 5 приведены данные по росту численности (N) популяций двух видов птиц после их вселения в новую среду обитания. Постройте графики роста численности популяций и дайте им названия.

Таблица 5

Рост численности популяций двух видов птиц

Годы	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
N попул. 1	2	25	40	80	115	132	150	157	161	162
N попул. 2	2	4	6	10	16	25	37	63	100	160

23. Сто лет назад в Австралию завезли 5 кроликов, через десятилетие численность кроликов перевалила через миллион. Почему это произошло? К какому типу роста относится такое увеличение численности кроликов?

24. Обыкновенная жаба откладывает до 7 тысяч икринок, а жаба-повитуха всего 150 икринок, заключенных в 2 четко образованных шнура, которые самец наматывает изнутри на задние лапы и носит на себе, пока не придет время вылупления головастиков. Почему так резко отличается количество икринок у жабы обыкновенной и жабы-повитухи? К какому типу, r-или К-стратегам, они относятся?

Контрольные вопросы

1. Объясните, как можно охарактеризовать величину популяции. Охарактеризуйте прямые и косвенные методы учета численности. Приведите примеры учета численности растительных и животных организмов разными методами.

2. Определите важнейшие динамические характеристики популяции: рождаемость и смертность (абсолютная, удельная, физиологическая, экологическая), выживаемость, биотический потенциал.

3. Какой может быть структура популяции (возрастная, половая, пространственная, этологическая). Охарактеризуйте кривые выживания, характерные для разных групп организмов.

4. Как устанавливают нормы добычи ценных видов животных, чтобы не подорвать их ресурсы?

5. Когда в природе наблюдается экспоненциальный рост численности и долго ли он может продолжаться? Что включает в себя понятие сопротивление среды?