Funkcije stanovništva. Pojam populacije i njene glavne grupne karakteristike. Spisak korištenih izvora
Dom
1. Koncept populacije: statistički pokazatelji populacije, koncepti genotipa i genofonda
Skup jedinki s nasljednom sličnošću u morfološkim, fiziološkim i biohemijskim karakteristikama, sposobnih da se ukrštaju i formiraju plodno potomstvo, prilagođenih određenim životnim uvjetima i zauzimaju određenu teritoriju (područje) u prirodi naziva se biološka vrsta. Vrste često zauzimaju veliki raspon, unutar kojeg su jedinke neravnomjerno raspoređene u grupe koje se nazivaju populacije.
Populacija je skup jedinki iste vrste sposobne za samorazmnožavanje, koji postoji dugo vremena u određenom dijelu areala relativno odvojeno od ostalih populacija iste vrste. Izraz “populacija” dolazi od latinske riječi “populus” (ljudi) i doslovno znači “populacija”. Populacija je upravo ona ćelija biote koja je osnova njenog postojanja: u njoj se dešava samoreprodukcija žive materije, ona obezbeđuje opstanak vrste, tj. je strukturna jedinica vrste i jedinica evolucije. Kontakti između pojedinaca iste populacije češće se javljaju nego između pojedinaca različitih populacija. Na primjer, nivo panmiksije (slobodnog ukrštanja) unutar populacije je viši nego između pojedinaca različitih populacija.
Područje. Prostor u kojem se populacija ili vrsta u cjelini pojavljuje tijekom svog života naziva se raspon - područje distribucije. Stanište može biti kontinuirano ili prekinuto (disjunktivno) ako između njegovih dijelova nastaju različite barijere (vodene, orografske itd.) ili prostori u kojima ne žive predstavnici date vrste.
2.Statični indikatori stanovništva
Brojnost je broj životinja ili biljaka unutar određene prostorne jedinice: staništa, riječnog sliva, morskog područja, regije, okruga itd. Veličina populacije može značajno varirati tokom vremena. Zavisi od biotičkog potencijala vrste i vanjskih uvjeta. Broj pojedinih životinja određuje se različitim metodama. Na primjer, računajući iz aviona ili helikoptera dok letite iznad teritorije. Veličina ljudske populacije utvrđuje se popisom stanovništva cijele države i njenih administrativnih podjela. Veličina i struktura stanovništva (etnička, profesionalna, starosna, polna, itd.) je od velikog ekonomskog i ekološkog značaja.
Gustina je broj jedinki ili biomase populacije po jedinici površine ili zapremine. Što je životinja veća, veća joj je površina potrebna za dobijanje hrane, dakle, što je veća veličina tijela jedinke, to je manja gustina populacije.
Populaciju karakteriše određena strukturna organizacija - odnos grupa jedinki prema polu, starosti, veličini, rasprostranjenosti jedinki po teritoriji itd. U tom smislu razlikuju se različite strukture populacija: spol, starost, veličina, genetska, prostorno-etološka itd. Struktura populacije se formira, s jedne strane, na osnovu općih bioloških svojstava vrste, s druge strane. ruku, pod uticajem faktora sredine.
Polna struktura (seksualni sastav) je kvantitativni odnos muških i ženskih jedinki u populaciji. Odnos polova u populaciji uspostavlja se prema genetskim zakonima kao rezultat rekombinacije polnih hromozoma, a zatim na njega utiče okolina. Teoretski, odnos polova bi trebao biti isti: 50% ukupne populacije treba da budu muškarci, a 50% žene. Stvarni omjer spolova ne ovisi samo o genetskim i fiziološkim karakteristikama vrste, već i o djelovanju različitih faktora okoline (na primjer, kod riba - od pH vrijednosti okoliša; kod crvenih šumskih mrava iz jaja položenih na temperaturama ispod 20 ° C, mužjaci se razvijaju i sa više visoka temperatura- ženke).
Postoje primarni, sekundarni i tercijarni omjeri. Primarni omjer je odnos koji se opaža tokom formiranja zametnih ćelija (gameta). Obično je 1:1. Ovaj odnos je određen genetskim mehanizmom određivanja pola. Sekundarni omjer je omjer koji se opaža pri rođenju. Tercijarni omjer je omjer koji se opaža kod zrelih odraslih osoba.
Na primjer, kod ljudi u sekundarnom omjeru donekle preovlađuju dječaci, u tercijarnom omjeru - žene: na svakih 106 dječaka rodi se 100 djevojčica, do 16...18 godina, zbog povećane smrtnosti muškaraca, ovo omjer se izjednačava i do 50. godine iznosi 85 muškaraca na 100 žena, a do 80. godine - 50 muškaraca i 100 žena.
Genetsku strukturu populacije karakteriše različit stepen genetske raznolikosti među pojedincima. Skup svih gena koncentrisanih u hromozomima jednog organizma naziva se genotip. Ako je odnos genotipova u populaciji konstantan tokom generacija, onda je populacija stabilna i u njoj postoji genotipska ravnoteža. Skup gena koji pojedinci određene populacije imaju naziva se genski fond. Uprkos varijabilnosti u svojim strukturnim dijelovima, populacija kao integralni sistem stabilno čuva genetski fond naslijeđen od populacije predaka.
Relativna prostorna izolacija populacije dovodi do njene reproduktivne izolacije – ograničavajući slobodu ukrštanja jedinki iz različitih populacija. Ova izolacija osigurava jedinstvenost genofonda populacije i mogućnost njene samostalne evolucije. Međutim, u prirodi ne postoje potpuno izolirane populacije i može doći do migracije (odljeva i priliva) gena, što dovodi do promjena u njihovoj genetskoj strukturi.
Starosna struktura (dobni sastav) - odnos pojedinaca različitih starosnih grupa u populaciji. Apsolutni starosni sastav izražava broj određenih starosnih grupa u određenom trenutku. Relativni starosni sastav izražava udio ili procenat pojedinaca date starosne grupe u odnosu na ukupnu populaciju. Starosni sastav određen je pokazateljima kao što su: vrijeme dostizanja spolne zrelosti, očekivani životni vijek, trajanje reproduktivnog perioda, mortalitet itd.
U zavisnosti od sposobnosti jedinke da se razmnožava, razlikuju se tri grupe: predreproduktivne (jedinke još nisu sposobne za reprodukciju), reproduktivne (jedinke sposobne za reprodukciju) i postreproduktivne (jedinke više nisu sposobne za reprodukciju).
Odnos pojedinaca u populaciji prema ovim uslovima naziva se dobni spektar populacije, koji odražava kvantitativne omjere različitih starosnih grupa. Dobni spektar procjenjuje sposobnost stanovništva da se samoodrži i njegovu otpornost na vanjske utjecaje. Da bi se uporedio broj jedinki različite starosti u populacijama, konstruišu se histogrami starosnih struktura (vidi sliku).
Najizdržljivije populacije su one u kojima su sve starosne dobi relativno ravnomjerno zastupljene. Takve populacije se nazivaju normalnim. Ako u populaciji prevladavaju senilne osobe, to ukazuje na prisutnost negativnih čimbenika koji narušavaju reproduktivne funkcije. Takve populacije se nazivaju regresivnim ili ugroženim.
Starosna struktura stanovništva:
Invazivne (rastuće); 2 - normalno (stabilno);
regresivan (smanjuje se)
Populacije koje uglavnom predstavljaju mladi pojedinci smatraju se invazivnim ili invazivnim. Njihova vitalnost ne izaziva zabrinutost, ali postoji velika vjerovatnoća izbijanja pretjerano velikog broja jedinki. Posebno je opasno ako su takve populacije zastupljene vrstama koje su ovdje ranije bile odsutne.
Prostorna i etološka struktura određuje prirodu distribucije jedinki unutar područja. Zavisi od karakteristika okruženje i etologiju (karakteristike ponašanja) vrste.
Postoje tri glavna tipa raspodjele jedinki u prostoru: ujednačena (pravilna), neravnomjerna (agregirana, grupna, mozaična) i nasumična (difuzna).
U ravnomjernoj distribuciji, jedinke su smještene u manje-više jednakim intervalima, kao što su stabla u borovoj šumi. U stvarnosti, ujednačena distribucija pojedinaca je rijetka u prirodi.
Neravnomjerna (grupna, mozaička) distribucija očituje se u formiranju grupa jedinki, između kojih ostaju velike nenaseljene teritorije. Karakteristično za populacije koje žive u uvjetima neravnomjerne raspodjele okolišnih faktora ili se sastoje od pojedinaca koji vode grupni način života (na primjer, stada sisara, kolonije ptica). Grupni smještaj obezbjeđuje populaciju veću otpornost na nepovoljne uslove.
Kod nasumične (difuzijske) distribucije pojedinci su raspoređeni neravnomjerno, a njihovi međusobni susreti su slučajni. Ova vrsta distribucije je široko rasprostranjena među biljkama i mnogim životinjskim vrstama. Slučajna distribucija je rezultat probabilističkih procesa i slabih društvenih veza između pojedinaca.
Na velikim geografskim područjima, tokom vremena, pojedinci iste populacije mogu, kada su raspoređeni, formirati kombinacije ova tri tipa distribucije. Na primjer: drveće - od grupe do uniforme. Širenje lisnih uši ili koloradskih zlatica u početku može biti nasumično, ali kako se razmnožavaju, postaju grupisane ili ujednačene.
Prema vrsti korištenja prostora, sve pokretne životinje dijele se na sjedilačke i nomadske. Sjedila slikaživot karakteriše intenzivan vid korišćenja teritorije, tj. pojedinačni pojedinci ili njihove grupe eksploatišu resurse dugo vremena i relativno ograničen prostor. Ima niz bioloških prednosti, kao što su slobodna orijentacija na poznatoj teritoriji pri traženju hrane ili skloništa, mogućnost stvaranja rezervi hrane (proteina, poljski miš). Njegovi nedostaci uključuju iscrpljivanje prehrambenih resursa s pretjerano velikom gustinom naseljenosti.
Vrste koje karakterizira nomadski način života karakterizira ekstenzivna vrsta korištenja teritorije, u kojoj resurse obično troše grupe pojedinaca koji se stalno kreću unutar velikog područja.
Na osnovu oblika suživota, životinje se dijele na samice, porodice, kolonije, jata i stada.
Širenje organizama izvan populacije naziva se disperzija. Obrasci disperzije odražavaju kako populacija zauzima sve više prostora. Među njima su: anemohorija (raznošenje vjetrom), hidrohorija (vodom), fitohorija (po biljkama), zoohorija (od strane životinja) i antropohorija (od strane ljudi).
3. Vodena životna sredina
Sa ekološke tačke gledišta, životna sredina -To su prirodna tijela i pojave sa kojima je organizam u direktnoj ili indirektnoj vezi. Stanište je dio prirode koji okružuje žive organizme (pojedinca, populaciju, zajednicu) i ima određeni utjecaj na njih.
Na našoj planeti, živi organizmi su ovladali četiri glavna staništa: vodenim, zemno-vazdušnim, tlom i organizmima (tj. formirana od samih živih organizama).
Vodena životna sredina
Vodena životna sredina je najstarija. Voda osigurava protok metabolizma u tijelu i normalno funkcioniranje tijela u cjelini. Neki organizmi žive u vodi, drugi su se prilagodili stalnom nedostatku vlage. Prosječan sadržaj vode u ćelijama većine živih organizama je oko 70%.
4.Specifična svojstva vode kao staništa
Karakteristična karakteristika vodenog okoliša je velika gustina -800 puta je veća od gustine vazduha. U destilovanoj vodi, na primjer, iznosi 1 g/cm 3. Sa povećanjem saliniteta, gustoća se povećava i može dostići 1,35 g/cm 3. Svi vodeni organizmi doživljavaju visok pritisak, koji se povećava za 1 atmosferu na svakih 10 m dubine. Neki od njih, na primjer, ribe pecaroši, glavonošci, rakovi, morske zvijezde i drugi, žive na velikim dubinama pri pritiscima od 400...500 atm.
Gustoća vode pruža mogućnost odmaranja na njoj, što je važno za neskeletne oblike vodenih organizama.
Sljedeći faktori također utiču na biontu vodenih ekosistema:
1.koncentracija otopljenog kisika;
2.temperatura vode;
.transparentnost, koju karakteriše relativna promena intenziteta svetlosnog toka sa dubinom;
.salinitet, tj postotak(težinski) soli rastvorene u vodi, uglavnom NaCl, KC1 i MgS04 ;
.dostupnost hranljivih materija, prvenstveno jedinjenja hemijski vezanog azota i fosfora.
Režim kiseonika vodene sredine je specifičan. U vodi ima 21 puta manje kiseonika nego u atmosferi. Sadržaj kiseonika u vodi opada sa povećanjem temperature, saliniteta i dubine, ali raste sa povećanjem brzine protoka. Među hidrobiontima postoje mnoge vrste koje pripadaju eurioksibiontima, odnosno organizmima koji podnose nizak sadržaj kisika u vodi (npr. neke vrste mekušaca, šaran, karas, linjak i drugi).
Stenoksibionti, na primjer pastrmka, ličinke majmuna i drugi, mogu postojati samo uz dovoljno visoku zasićenost vode kisikom (7...11 cm). 3/l), te su stoga bioindikatori ovog faktora.
Nedostatak kiseonika u vodi dovodi do katastrofalnih pojava -smrt (zimska i ljetna), praćena smrću vodenih organizama.
Temperaturni režim vodene sredine karakteriše relativna stabilnost u odnosu na druge sredine. U slatkovodnim tijelima umjerenih geografskih širina temperatura površinskih slojeva kreće se od 0,9 °C do 25 °C, tj. amplituda temperaturnih promjena je unutar 26 °C (osim kod termalnih izvora, gdje temperatura može doseći 140 °C). Na dubini u slatkovodnim tijelima temperatura je konstantno 4...5 °C.
Svjetlosni režim vodene sredine značajno se razlikuje od vazdušno-kopnenog okruženja. U vodi ima malo svjetlosti, jer se ona djelimično odbija od površine, a djelomično apsorbira pri prolasku kroz vodeni stup. Čestice suspendovane u vodi takođe ometaju prolaz svetlosti. S tim u vezi, u dubokim rezervoarima razlikuju se tri zone: svjetlost, sumrak i zona vječne tame.
Prema stepenu osvetljenja razlikuju se sledeće zone:
litoralna zona (vodeni stupac gdje sunčeva svetlost dostiže dno);
limnička zona (debljina vode do dubine u koju prodire samo 1% sunčeve svjetlosti i gdje fotosinteza blijedi);
eufotička zona (cijeli osvijetljeni vodeni stup, uključujući litoralnu i limničku zonu);
duboka zona (dno i vodeni stupac gdje sunčeva svjetlost ne prodire).
U odnosu na vodu, među živim organizmima razlikuju se sljedeće ekološke grupe: higrofili (vololjubivi), kserofili (suholjubivi) i mezofili (srednja grupa). Konkretno, među biljkama postoje higrofiti, mezofiti i kserofiti.
Hygrophytes -biljke vlažnih staništa koje ne podnose nedostatak vode. To uključuje, na primjer: ribnjak, lokvanj, trsku.
Kserofiti su biljke u suhim staništima koje mogu tolerirati pregrijavanje i dehidraciju. Postoje sukulenti i sklerofiti. Sukulenti -kserofitne biljke sa sočnim, mesnatim listovima (na primjer, aloja) ili stabljikama (na primjer, kaktusi), u kojima je razvijeno tkivo koje čuva vodu. Sklerofiti su kserofitne biljke krutih izbojaka, zbog kojih, u slučaju nedostatka vode, ne pokazuju vanjski uzorak venuća (na primjer, perjanica, saksaul).
Mezofiti -biljke umjereno vlažnih staništa; srednja grupa između hidrofita i kserofita.
IN vodena sredina Postoji oko 150.000 vrsta životinja (što je oko 7% od ukupnog broja) i 10.000 vrsta biljaka (što je oko 8% od ukupnog broja). Organizmi koji žive u vodi nazivaju se hidrobiontima.
Vodeni organizmi, prema tipu staništa i načinu života, grupisani su u sljedeće ekološke grupe.
Plankton -viseći, plutajući organizmi u vodi koji se pasivno kreću zbog struje. Postoje fitoplankton (jednoćelijske alge) i zooplankton (jednoćelijske životinje, rakovi, meduze, itd.). Posebna vrsta planktona je ekološka grupa Neuston. -stanovnici površinskog filma vode na granici sa zrakom (na primjer, vodoskoci, bube i drugi).
Nekton -životinje koje se aktivno kreću u vodi (ribe, vodozemci, glavonošci, kornjače, kitovi, itd.). U to je spojeno aktivno plivanje hidrobionata ekološka grupa, direktno zavisi od gustine vode. Brzo kretanje u vodenom stupcu moguće je samo ako imate aerodinamičan oblik tijela i visoko razvijene mišiće.
Bentos -organizmi koji žive na dnu i u tlu dijele se na fitobentos (prikačene alge i više biljke) i zoobentos (rakovi, mekušci, morske zvijezde itd.).
5. Vrste smoga i njihove karakteristike
Smog (engleski: Smoke - dim, magla - gusta magla) je vidljivo zagađenje vazduha bilo koje prirode. Smog se javlja pod određenim uslovima: velike količine prašine i gasova u vazduhu i dugotrajnog postojanja anticiklonalnih vremenskih uslova (područja sa visokim atmosferskim pritiskom), kada se zagađivači akumuliraju u prizemnom sloju atmosfere. Smog izaziva gušenje, napade astme, alergijske reakcije, iritaciju oka, oštećenja vegetacije, zgrada i građevina.
Postoje tri vrste smoga: led (aljaski tip); mokro (londonski tip); suhe ili fotohemijske (tip Los Angelesa).
Najviše je proučavan vlažni smog. Česta je u područjima sa visokim relativna vlažnost vazduh i česte magle. Ovo potiče miješanje zagađivača i interakciju kemijskih reakcija. Ovi zagađivači koji se direktno ispuštaju u atmosferu nazivaju se primarnim zagađivačima. Glavne toksične komponente vlažnog smoga najčešće su CO 2i SO 2. U ozloglašenom slučaju, 1952. godine, vlažni smog u Londonu odnio je više od 4.000 života.
Fotohemijski smog je sekundarno zagađenje vazduha koje nastaje tokom razgradnje primarnih zagađivača sunčevom svetlošću. Glavna toksična komponenta je ozon.
Ledeni smog se javlja pri vrlo niskim temperaturama i anticiklonu. U tom slučaju, emisije čak i malih količina zagađivača dovode do stvaranja guste magle koja se sastoji od sitnih kristala leda i, na primjer, sumporne kiseline.
Vazduh je uglavnom mešavina O 2i N 2. Pri visokim temperaturama plamena, molekuli u zraku se mogu raspasti, pa čak i molekuli relativno inertnog N 2podvrgnuti reakcijama:
Prema jednadžbi nastaje atom kisika, koji je uključen u jednačinu. Jednom kada se atom kiseonika pojavi u plamenu, on će se ponovo stvoriti i učestvovati u čitavom lancu reakcija koje dovode do stvaranja NO. Ako zbrojimo ove dvije reakcije, dobićemo:
Jednačina pokazuje kako se u plamenu formiraju dušikovi oksidi. Pojavljuju se jer se gorivo sagorijeva u zraku, a ne u kisiku O 2. Osim toga, neka goriva sadrže jedinjenja dušika kao nečistoće, a kao rezultat toga, proizvodi sagorijevanja ovih nečistoća služe kao izvor drugih dušikovih oksida. Oksidacijom dušikovog oksida u smogu nastaje dušikov dioksid, smeđi plin. Ova boja znači da plin apsorbira svjetlost (s talasnom dužinom od najmanje 310 nm), da je fotokemijski aktivan i da se podvrgava disocijaciji:
Dakle, prema jednadžbi, opet postoji dušikov oksid, ali i jedan i reaktivni atom kisika, koji može reagirati i formirati ozon - O3 :
Ozon je jedini zagađivač koji najjasnije karakterizira fotohemijski smog. Međutim, O 3, koji predstavlja takav problem, ne emituje ga automobil (ili bilo koji veći zagađivač). To je sekundarni zagađivač.
Dakle, hlapljiva organska jedinjenja koja se oslobađaju upotrebom goriva na bazi benzina doprinose konverziji NO u NO 2(i čine osnovu fotohemijskog smoga).
U procesu oksidacije ugljovodonika u atmosferi posebno treba istaći ulogu OH* radikala. Razmotrimo oksidaciju metana (CH 4) kao jednostavan primjer ovaj proces:
Ove reakcije pokazuju pretvaranje dušikovog oksida (NO) u dioksid (NO 2) i jednostavni alkan poput CH 4na aldehid (u ovom slučaju formaldehid HCHO). U ovom slučaju, OH* radikal se reproducira na kraju reakcionog lanca, te se stoga može na neki način smatrati katalizatorom. Uprkos činjenici da se reakcija odvija u fotohemijskom smogu, efekat OH* radikala na velike i složene organske molekule je prilično efikasan. Aldehide takođe mogu napasti OH* radikali.
Metil radikal (CH 3*) iz jednačine se može vratiti u jednačinu.
Važan dodatak ovoj seriji reakcija je sljedeće:
što dovodi do stvaranja peroksiacetil nitrata (PAN) koji nadražuje oči.
6. Pravo životne sredine i njegovi glavni izvori
Pravo životne sredine je grana prava koja reguliše društvene odnose u sferi interakcije društva i prirode.
Zakon o životnoj sredini je važno sredstvo koje država koristi u interesu očuvanja i racionalnog korišćenja prirodne sredine.
Izvori prava životne sredine su sledeći pravni akti: 1) Ustav Ruska Federacija; 2) zakone i kodekse iz oblasti zaštite prirode; 3) uredbe i naredbe predsednika o pitanjima životne sredine i upravljanju životnom sredinom; vladini propisi o zaštiti životne sredine; 4) pravilnike ministarstava i resora; 5) regulatorne odluke organa lokalne samouprave.
- Ustavne osnove zaštite prirodne sredine sadržane su u Ustavu Ruske Federacije, usvojenom 12. decembra 1993. godine. Ustav proklamuje pravo građana na zemljište i druga prirodna bogatstva, garantuje pravo svakog čoveka na životne sredine (ekološka sigurnost) i na naknadu štete prouzrokovane njegovom zdravlju. Takođe, definiše organizacione i kontrolne funkcije vrhovne i lokalne vlasti za racionalno korišćenje i zaštitu prirodnih resursa, utvrđuje odgovornost građana u odnosu na prirodu i zaštitu njenog bogatstva.
2. Zakoni i kodeksi u oblasti zaštite životne sredine čine pravni okvir o prirodnim resursima. To uključuje zakone o zemlji, podzemlju, zaštiti atmosferskog zraka, zaštiti i korištenju divljih životinja, itd. Sistem ekološkog zakonodavstva je na čelu sa Federalnim zakonom “O zaštiti okoliša” od 10. januara 2002. br. 7-FZ. U pitanjima zaštite životne sredine, norme drugih zakona ne bi trebalo da budu u suprotnosti sa Ustavom Rusije i ovim zakonodavnim aktom.
1. Zakon o zemljištu Ruske Federacije (2001) reguliše zaštitu zemljišta i zaštitu prirodne sredine od mogućih štetnih uticaja prilikom korišćenja zemljišta. Glavne pravne funkcije zaštite zemljišta: očuvanje i povećanje plodnosti zemljišta, očuvanje fonda poljoprivrednog zemljišta. Prekršajima životne sredine smatraju se šteta, zagađenje, otpad i iscrpljivanje zemljišta. Kodeks reguliše kupovinu i prodaju zemljišta i druge poslove sa zemljištem.
2. Zakon o vodama Ruske Federacije (1995) reguliše pravne odnose u oblasti racionalnog korišćenja i zaštite vodnih tijela, utvrđuje odgovornost za kršenje vodnog zakonodavstva. Pravne norme imaju za cilj zaštitu vode od zagađenja, začepljenja i iscrpljivanja.
3. Pravna osnova za zaštitu atmosferskog vazduha ogleda se u Zakonu Ruske Federacije „O zaštiti životne sredine“ (2002), kao iu Zakonu „O zaštiti atmosferskog vazduha“ (1982). Najvažnije opšte mere zaštite vazduha su uspostavljanje standarda za maksimalno dozvoljene štetne efekte (MPC, MPE) i naknade za emisije zagađujućih materija u atmosferu.
4. Pravna zaštita ljudi uključenih u upotrebu nuklearnih i radijacionih instalacija i radioaktivnih supstanci je zagarantovana Zakonom Ruske Federacije „O radijacionoj bezbednosti stanovništva“ (1995.) (kao i Saveznim zakonom „O upotrebi Atomska energija”).
U slučaju udesa, Zakon garantuje naknadu štete po zdravlje i imovinu građana, utvrđuje naknadu za povećani rizik za one koji žive u blizini nuklearnih i radijacionih postrojenja u vidu poboljšanja socijalno-životnih uslova.
5. Zakonom Ruske Federacije “O podzemnim vodama” (1992) uspostavljaju se pravni odnosi u proučavanju, korišćenju i zaštiti podzemlja. Među ekološke i zakonske prekršaje koji utiču na podzemlje kao dio prirodne sredine, Zakon prvenstveno uključuje njihovo zagađivanje.
6. Osnove šumarskog zakonodavstva (1977) utvrđuju zahtjeve za održavanje šumarstva. Basic pravne norme u cilju korišćenja šuma kao prirodnog resursa, reprodukcije šuma, očuvanja i zaštite šuma itd.
7. Zakon Ruske Federacije “O fauni” (1995). Sadrži ekološke, pravne i administrativne norme uzimajući u obzir nove ekonomske odnose. Prema Zakonu, ekološki i pravni prekršaji uključuju: ilegalni ribolov riba, uništavanje rijetkih i ugroženih životinja itd.
8. Zakon Ruske Federacije „O otpadu od proizvodnje i potrošnje“ (1998) definiše pravni okvir za upravljanje otpadom iz proizvodnje i potrošnje u cilju sprečavanja njihovog štetnog uticaja na zdravlje ljudi i životnu sredinu.
9. Najvažniji ekološki zahtjevi također se odražavaju u Zakonu Ruske Federacije “O sanitarnoj i epidemiološkoj dobrobiti stanovništva” (1999) i Osnovama zakonodavstva Ruske Federacije o zdravstvenoj zaštiti (1993).
Savezni zakon "O prirodnim ljekovitim resursima, medicinskim i lječilištima i odmaralištima" od 23. februara 1995. br. 26-FZ;
Savezni zakon „O posebno zaštićenim prirodna područja" od 14. marta 1995. (sa izmjenama i dopunama od 30. decembra 2001.) br. 33-FZ;
Savezni zakon "O vještačenju okoliša" od 23. novembra 1995. (sa izmjenama i dopunama od 15. aprila 1998.) br. 174-FZ;
Savezni zakon "O korištenju atomske energije" od 21. novembra 1995. (sa izmjenama i dopunama od 28. marta 2002.) br. 170-FZ;
Savezni zakon “O epikontinentalnom pojasu” od 30. novembra 1995. (sa izmjenama i dopunama od 30. juna 2003.) br. 187-FZ;
Dekreti i naredbe predsjednika, vladine rezolucije utiču na širok spektar pitanja životne sredine. Primjer je predsjednički dekret od 1. aprila 1996. o konceptu tranzicije Ruske Federacije u održivi razvoj.
- Regulatorni akti ministarstava i resora za životnu sredinu donose se o najrazličitijim pitanjima racionalnog korišćenja i zaštite životne sredine, u formi rešenja, uputstava, naredbi i smatraju se obaveznim za sva fizička i pravna lica.
- Regulatorne odluke lokalnih organa uprave (gradonačelništva, seoske i opštinske vlasti) dopunjuju i preciziraju postojeće propise o zaštiti životne sredine.
Važeći Federalni zakon „O zaštiti životne sredine“ (2002) značajno proširuje ovlašćenja državnih organa konstitutivnih entiteta Ruske Federacije i lokalnih samouprava u oblasti odnosa u vezi sa zaštitom životne sredine. Konkretno, subjektima Federacije je dato pravo da donose i donose zakone i druge propise iz oblasti zaštite životne sredine, uzimajući u obzir geografske, prirodne, društveno-ekonomske i druge karakteristike, da ograniče ili zabrane ekonomske i druge anti- ekološke aktivnosti na njihovoj teritoriji itd.
genetska struktura populacije
Spisak korištenih izvora
Ekologija: Udžbenik za tehničke univerzitete / Tsvetkova, Aleksejev, itd. Ed. L.I. Cvetkova. - M.: Izdavačka kuća ASV; Sankt Peterburg: Khimizdat, 1999. - 488 str.
Korobkin V.I., Peredelsky. Ekologija u pitanjima i odgovorima.
Korobkin V.I., Peredelsky L.V. Ekologija za studente.
www. ekolog.org
Tutoring
Trebate pomoć u proučavanju teme?
Naši stručnjaci će savjetovati ili pružiti usluge podučavanja o temama koje vas zanimaju.
Pošaljite svoju prijavu naznačivši temu upravo sada kako biste saznali o mogućnosti dobivanja konsultacija.
TEORIJSKI DIO
Pojam populacije i njene glavne grupne karakteristike.
Populacija- skup organizama iste vrste koji zajedno nastanjuju zajedničku teritoriju, međusobno komuniciraju i slobodno se križaju. Populacija je osnovni oblik postojanja vrste u prirodi. Jedna vrsta organizma može uključivati nekoliko, ponekad i mnogo, populacija, manje ili više izoliranih jedna od druge. U populacijama se u različitom stepenu manifestuju svi oblici povezanosti karakteristični za međuvrsne odnose, ali su najizraženiji mutualizam i konkurencija. Postoje i specifični intraspecifični odnosi: a) između pojedinaca različitog pola; b) između generacije roditelja i kćeri. Najvažnije svojstvo populacije je njena sposobnost reprodukcije.
Populacija kao grupno udruženje pojedinaca ima sljedeće glavne karakteristike:
1) broj- ukupan broj pojedinaca na dodijeljenoj teritoriji; broj nije konstantan, jer zavisi od mnogih faktora (stopa reprodukcije, smrt jedinki usled starosti, bolesti, uništenje od strane grabežljivaca, migracija); ako je iz nekog razloga nemoguće odrediti veličinu populacije, tada se određuje njena gustoća;
2) gustina naseljenosti - prosječan broj (biomasa) jedinki po jedinici površine ili zapremini prostora koji zauzima populacija;
3) natalitet - broj novih jedinki (jaja, sjemenke) koje su se pojavile u populaciji u jedinici vremena, po određenom broju njenih članova (npr. broj potomaka koje proizvodi jedna ženka godišnje; kod ljudi je natalitet obično izraženo kao broj rođenih na 1000 ljudi godišnje); razlikovati apsolutno I specifična stopa nataliteta; prvi karakterizira ukupan broj rođenih jedinki (na primjer, ako je u populaciji sobova, koja broji 16 hiljada grla godišnje, rođeno 2 hiljade mladunaca u godini, onda ovaj broj izražava apsolutnu stopu nataliteta); specifična stopa nataliteta izračunava se kao prosječna promjena broja po osobi u određenom vremenskom intervalu (u ovom primjeru to će biti jedno novorođenče na osam članova populacije godišnje);
4) smrtnost - indikator koji odražava broj osoba koje su umrle u populaciji u određenom vremenskom periodu, izražen ili kao procenat ukupnog broja pojedinaca, ili kao prosječan broj umrlih na 1000 osoba godišnje; shodno tome razlikovati apsolutno I specifičan mortalitet; vrijednost specifične stope nataliteta ili specifične stope mortaliteta koristi se za poređenje stope nataliteta ili mortaliteta u različitim populacijama;
5) porast stanovništva - razlika između nataliteta i stope smrtnosti; povećanje može biti i pozitivno i negativno;
6) stopa rasta- prosječan rast stanovništva u jedinici vremena.
Proučavanje populacija ima važnu praktičnu primjenu: na primjer, za suzbijanje broja štetočina, obnavljanje brojnosti divljih životinja, racionalno korištenje bioloških resursa (lov ribe i sl.) i očuvanje rijetkih vrsta.
Struktura stanovništva.
Populaciju karakteriše određena organizacija (struktura). Formira se na osnovu opštih bioloških svojstava vrste, pod uticajem populacija drugih vrsta i abiotskih faktora sredine.
Struktura stanovništva je adaptivne prirode. Različite populacije iste vrste imaju karakteristične karakteristike, karakterišući specifičnosti uslova životne sredine u njihovim staništima.
Struktura stanovništva može biti prostorna, starosna, polna, genetska i ekološka.
Prostorna struktura određena distribucijom jedinki na teritoriji stanovništva. Svi pojedinci u populaciji imaju individualni i grupni prostor. Postoje određeni radijusi trofičke (hranljive) i reproduktivne aktivnosti. U populaciji se odvijaju dva suprotna procesa – izolacija i agregacija. Faktori izolacije su nadmetanje između pojedinaca za hranu kada je ona oskudna i direktan antagonizam. Ovo vodi do uniforma ili nasumično distribucija pojedinaca. Agregacija – ujedinjenje pojedinaca u grupe – iako povećava konkurenciju među njima, doprinosi opstanku grupe kao cjeline zahvaljujući međusobnoj pomoći. Agregacija vodi do prepuno raspored jedinki u populaciji. Na primjer, organizmi mnogih vrsta radije žive u jatima (ptice) ili krdima (sisari).
Starosna struktura Populacija je određena brojem i omjerom jedinki različite dobi, odražava intenzitet reprodukcije, stopu mortaliteta i stopu promjene generacija. U stabilnoj populaciji grupe različite starosti su u približno istom omjeru, stopa nataliteta je jednaka stopi smrtnosti, a veličina populacije ostaje gotovo nepromijenjena. Rastuću populaciju predstavljaju uglavnom mladi pojedinci, gdje je stopa nataliteta veća od stope smrtnosti. Ako u populaciji prevladavaju senilne osobe, tada se njihov broj smanjuje.
Seksualna struktura- broj i odnos muškaraca i žena u populaciji. Genetsko dvofaktorsko hromozomsko određivanje pola osigurava jednak broj polova. Ali u nekim slučajevima, omjer spolova određuju hormonski faktori koji djeluju nakon oplodnje, kao i okolišni faktori. Kao rezultat toga, omjer polova u populaciji varira tokom godina, odstupajući od 1:1.
Genetska struktura određen je varijabilnosti i raznovrsnošću genotipova, učestalosti varijacija pojedinih gena, kao i podjelom populacije na grupe genetski sličnih jedinki, između kojih se odvija stalna razmjena. Raznolikost genotipova zavisi od veličine populacije i spoljašnjih faktora koji utiču na njenu strukturu. U malim izoliranim i stabilnim populacijama, učestalost inbreedinga se prirodno povećava, što smanjuje genetsku raznolikost i povećava opasnost od izumiranja.
Ekološka struktura- ovo je podjela populacije na grupe pojedinaca koji različito djeluju na okolišne faktore. Grupe se identifikuju po ishrani (pojedinci različitog pola i dobi imaju različite preferencije u hrani), po indikativnom ponašanju, prema motoričke aktivnosti. Raspodjela funkcija se često opaža prilikom lova na plijen i brige o potomstvu. Sve populacije karakterizira i fenološka diferencijacija (različita vremena početka i završetka sezonskih ciklusa razvoja i ponašanja: hibernacija, seksualna aktivnost, linjanje, cvjetanje, plodonošenje, opadanje listova itd.).
Dinamika stanovništva.
Populacija ne može postojati bez stalnih promjena, zbog kojih se prilagođava promjenjivim uvjetima okoline. Promjene u broju organizama tokom vremena nazivaju se dinamika populacije. Ideje o rastu stanovništva neophodne su da bi se razumjela njihova sposobnost da obnove brojeve, kao i da bi se razumjela neka od svojstava dinamike.
Bilo koja populacija je teoretski sposobna za neograničen brojni rast ako nije ograničena faktorima spoljašnje okruženje. U ovom slučaju, stopa rasta populacije ovisit će samo o veličini biotički potencijal (b.p.), karakteristika vrste. B.P odražava teoretski maksimum potomaka od jednog para ili pojedinca po jedinici vremena. B.P se izražava koeficijentom r i izračunava pomoću sljedeće formule:
gdje je ΔN rast stanovništva;
Δt je vremenski period tokom kojeg se uočava povećanje ΔN;
N 0 - početna veličina populacije.
U prirodi, B.P populacije nikada nije u potpunosti ostvaren. Obično je njegova vrijednost razlika između nataliteta i stope smrtnosti u populacijama:
gdje: u - broj rođenih,
d je broj umrlih jedinki u populaciji u istom vremenskom periodu.
Rast stanovništva i krivulje rasta. Ako je stopa nataliteta u populaciji veća od stope smrtnosti, tada će populacija rasti (ako su promjene zbog migracije neznatne). Da bi se razumjeli obrasci rasta populacije, korisno je prvo razmotriti model koji opisuje rast bakterijske populacije nakon inokulacije na svježi medij. U ovom novom i povoljnom okruženju, uslovi za rast populacije su optimalni i primećuje se eksponencijalni rast (u obliku slova J). Ova kriva rasta se zove eksponencijalna, ili logaritamski (slika 1).
Fig.2. Kriva logističkog rasta stanovništva (u obliku slova S)
Na kraju se dolazi do tačke u kojoj, iz nekoliko razloga, uključujući sve manje resursa hrane i akumulaciju toksičnog metaboličkog otpada, eksponencijalni rast postaje nemoguć. Počinje usporavati tako da kriva rasta poprima sigmoidni (S-oblik) oblik i naziva se logistika(Sl. 2).
Sigmoidna i J-kriva su dva obrasca rasta populacije. Pretpostavlja se da su svi organizmi međusobno vrlo slični, da imaju jednaku sposobnost razmnožavanja i jednaku vjerovatnoću umiranja, tako da stopa rasta populacije u eksponencijalnoj fazi ovisi samo o njenoj veličini i nije ograničena uvjetima okoline, koje ostaju konstantne.
U prirodi, nakon eksponencijalne faze, dalji razvoj populacije slijedi logistički model, pri čemu se stopa rasta populacije linearno smanjuje kako broj stanovnika raste, sve do nule pri određenoj vrijednosti K. Vrijednost K se naziva biološki kapacitet životne sredine(stepen sposobnosti prirodnog ili prirodno-antropogenog okruženja da osigura normalnu životnu aktivnost određenom broju organizama bez primjetnog narušavanja same sredine).
Krivulja preživljavanja može se dobiti počevši od populacije novorođenčadi, a zatim crtati broj preživjelih kao funkciju vremena. Na okomitoj osi obično se prikazuje ili apsolutni broj preživjelih jedinki ili njihov postotak u izvornoj populaciji:
Svaka vrsta ima karakterističnu krivulju preživljavanja, čiji oblik dijelom ovisi o smrtnosti nezrelih jedinki. Tipični primjeri prikazani su na slici 3.
100
Fig.3. Tri vrste krivulja preživljavanja
Većina životinja i biljaka podliježe starenju, što se manifestira smanjenjem vitalnosti s godinama nakon perioda zrelosti. Kada počne starenje, povećava se vjerovatnoća smrti u određenom vremenskom periodu. Neposredni uzroci smrti mogu biti različiti, ali se zasnivaju na smanjenju otpornosti organizma na štetne faktore (na primjer, bolesti). Kriva A na slici 2 je vrlo blizu idealnoj krivulji preživljavanja za populaciju u kojoj je starenje glavni faktor koji utiče na smrtnost. Primjer bi bila ljudska populacija u modernoj razvijenoj zemlji sa visokim nivoom medicinske njege i racionalne prehrane, gdje većina ljudi doživi starost. Kriva slična krivulji A također je karakteristična za godišnje kultivisane biljke, kada u datom polju stare istovremeno.
Krivulja tipa B karakteristična je za populacije organizama s visokom stopom smrtnosti u ranom životu, kao što su planinske ovce ili ljudska populacija u zemlji u kojoj su glad i bolesti široko rasprostranjene. Glatka kriva tipa B može se dobiti ako je smrtnost konstantna tokom života organizama (50% za određenu jedinicu vremena). To se može dogoditi kada slučajnost postane glavni faktor koji određuje smrtnost, a pojedinci umiru prije nego što počne primjetno starenje. Slična krivulja je tipična za populacije nekih životinja (na primjer, hidra), koje nisu posebno ugrožene u ranoj dobi. Većina beskičmenjaka i biljaka također pokazuje ovu vrstu krivulje, ali visoka smrtnost među mladim jedinkama uzrokuje da se početni dio krivulje još strmije spušta.
Postoje male intraspecifične razlike u krivuljama preživljavanja. Možda su dospjeli iz raznih razloga i često su povezane sa rodom. Kod ljudi, na primjer, žene žive nešto duže od muškaraca, iako su tačni razlozi za to nepoznati.
Crtanje krivulja preživljavanja za razne vrste, moguće je odrediti mortalitet za pojedince različite dobi i na taj način saznati u kojoj dobi ovaj tip najranjiviji. Nakon utvrđivanja uzroka smrti u ovoj dobi, može se razumjeti kako je regulirana veličina populacije.
Povezane informacije.
Populacije: struktura i dinamika Predavanje 7.
Moskaluk T.A.
Reference
Stepanovskikh A.S. Opća ekologija: Udžbenik za univerzitete.
M.: UNITY, 2001. 510 str.
Radkevich V.A. Ekologija. Minsk: Viša škola, 1998. 159 str.
Bigon M., Harper J., Townsend K. Ecology. Pojedinci, populacije i zajednice / Prev. sa engleskog M.: Mir, 1989. Vol. 2.. Shilov I.A. Ekologija. M.:
postdiplomske škole
, 2003. 512 str. (SVJETLOST, ciklusi)
1. Koncept stanovništva. Tipovi stanovništva
2. Glavne karakteristike populacija
3. Struktura i dinamika populacija
4. Dvostruka priroda populacionih sistema
a) evoluciona i funkcionalna suština populacije
b) biološka nedosljednost populacijskih funkcija (Lotka-Volterra model; zakon nastanka)
5. Fluktuacije u brojevima
Populacija(populus - od lat. narod. populacija) jedan je od centralnih pojmova u biologiji i označava skup jedinki iste vrste koje imaju zajednički genski fond i zajedničku teritoriju. To je prvi supraorganizmski biološki sistem. Sa ekološke perspektive, jasna definicija populacije još nije razvijena. Tumačenje S.S. dobilo je najveće priznanje.
Schwartz, populacija je grupa jedinki, koja je oblik postojanja vrste i sposobna je da se samostalno razvija u nedogled.
Glavno svojstvo populacija, kao i drugih bioloških sistema, jeste da su u stalnom kretanju i da se stalno mijenjaju. To se ogleda u svim parametrima: produktivnosti, stabilnosti, strukturi, distribuciji u prostoru. Populacije se odlikuju specifičnim genetskim i ekološkim karakteristikama koje odražavaju sposobnost sistema da održavaju egzistenciju u uslovima koji se stalno mijenjaju: rast, razvoj, stabilnost. Nauka koja kombinuje genetske, ekološke i evolucione pristupe proučavanju populacija poznata je kao populaciona biologija.
PRIMJERI. Jedna od nekoliko jata riba iste vrste u jezeru; mikrogrupe đurđevka Keiske u šumama bijele breze, koje rastu u podnožju drveća i na otvorenim površinama; gomile drveća iste vrste (mongolski hrast, ariš, itd.), odvojene livadama, nakupinama drugog drveća ili grmlja, ili močvarama.
Ekološka populacija -
skup elementarnih populacija, intraspecifičnih grupa, ograničenih na specifične biocenoze. Biljke iste vrste u cenozi nazivaju se cenopopulacijom. Razmjena genetskih informacija između njih događa se prilično često.– skup ekoloških populacija koje naseljavaju geografski slična područja. Geografske populacije postoje autonomno, njihova staništa su relativno izolovana, razmjena gena se događa rijetko - kod životinja i ptica - tokom seobe, kod biljaka - tokom širenja polena, sjemena i plodova. Na ovom nivou dolazi do formiranja geografskih rasa i sorti, a razlikuju se podvrste.
PRIMJERI.
Poznate su geografske rase dahurskog ariša (Larix dahurica): zapadna (zapadno od Lene (L. dahurica ssp. dahurica) i istočna (istočno od Lene, izdvaja se u L. dahurica ssp. cajanderi), sjeverna i južna rasa Slično je M. A. Shemberg (1986) identificirao dvije podvrste breze ermanske (Betula ermanii) i vunaste breze (B. lanata 1000 km, na sjeveru - 500 km). uskolubasta voluharica (Microtis gregalis) Vrsta "obična vjeverica" ima oko 20 geografskih populacija, odnosno podvrsta.
2. Glavne karakteristike populacija Broj i gustina su glavni parametri populacije. Broj – ukupan broj jedinki na datoj teritoriji ili u datom obimu. Gustina
– broj jedinki ili njihova biomasa po jedinici površine ili zapremine. U prirodi postoje stalne fluktuacije u broju i gustoći. Dinamika stanovništva
a gustina je određena uglavnom plodnošću, mortalitetom i procesima migracije. To su indikatori koji karakterišu promjene stanovništva tokom određenog perioda: mjeseca, sezone, godine itd. Proučavanje ovih procesa i uzroka koji ih određuju veoma je važno za prognozu stanja populacija. Plodnost se razlikuje između apsolutne i specifične. Apsolutna plodnost je broj novih pojedinaca koji se pojavljuju u jedinici vremena, i specifičan
Prema pravilu maksimalne plodnosti (razmnožavanja), u idealnim uslovima, u populacijama se pojavljuje najveći mogući broj novih jedinki;
Plodnost je ograničena fiziološkim karakteristikama vrste. PRIMJER. Za 10 godina, maslačak može ispuniti cijeli globus
, pod uslovom da sve njegove sjemenke klijaju. Vrbe, topole, breze, jasike i većina korova daju izuzetno obilno sjeme. Bakterije se dijele svakih 20 minuta i u roku od 36 sati mogu prekriti cijelu planetu u neprekidnom sloju. Plodnost je vrlo visoka kod većine vrsta insekata, a niska kod predatora i velikih sisara.
smrtnost,
Kao i stopa nataliteta, može biti apsolutna (broj osoba koje su umrle u određenom vremenu) ili specifična.
Karakterizira stopu pada stanovništva od smrti zbog bolesti, starosti, grabežljivaca, nedostatka hrane i igra glavnu ulogu u dinamici stanovništva.
Postoje tri vrste smrtnosti:
Isti u svim fazama razvoja; retko, pod optimalnim uslovima;
Povećana smrtnost u ranoj dobi; karakteristično za većinu vrsta biljaka i životinja (u drveću manje od 1% sadnica preživi do zrelosti, u ribama - 1-2% mlađi, kod insekata - manje od 0,5% ličinki); Visoka smrtnost u starosti; obično se opaža kod životinja čiji se stadijum larve odvija u povoljnim uslovima koji se malo menjaju: tlo, drvo, živi organizmi., glodari, vrane, vrapci; biljaka - ambrozija, svinja Sosnovskog u sjevernoj Republici Komi, maslačak, himalajski štap i dijelom mongolski hrast).
Populacije velikih životinja često rastu u uslovima očuvanja (los u rezervatu prirode Magadan, Aljaska, jelen u prirodnom rezervatu Ussuri, slonovi u nacionalnom parku Kenije) ili introdukcije (los u Lenjingradskoj oblasti, muskrat u istočnoj Evropi, domaći mačke u pojedinačnim porodicama). Kada dođe do prekomjerne zgušnjavanja kod biljaka (obično se poklapa s početkom zatvaranja krošnje), počinje diferencijacija jedinki u veličini i životnom stanju, samorazrjeđivanju populacija i kod životinja (obično se poklapa s postizanjem spolne zrelosti mladih životinja). ) počinje migracija u susjedna slobodna područja.
Ako je stopa mortaliteta veća od stope nataliteta, onda se smatra da takva populacija opada.
U prirodnom okruženju se smanjuje do određene granice, a zatim ponovo raste natalitet (fertilitet) i broj stanovnika ide iz opadanja u rast. Najčešće populacije nepoželjnih vrsta nekontrolirano rastu, dok populacije rijetkih, reliktnih, vrijednih, ekonomski i estetski, opadaju.
3. Struktura i dinamika populacija Dinamika, stanje i reprodukcija populacija su u skladu sa njihovom starosnom i polnom strukturom. Starosna struktura odražava stopu obnavljanja stanovništva i interakciju starosnih grupa sa vanjskim okruženjem. Zavisi od karakteristika životnog ciklusa, koje se značajno razlikuju među različitim vrstama (na primjer, ptice i sisavci grabežljivci), i vanjskih uslova. U životnom ciklusu pojedinaca obično se razlikuju tri starosna perioda:
pre-reproduktivne, reproduktivne i post-reproduktivne
.
Biljke karakteriše i period primarnog mirovanja, kroz koji prolaze u fazi prihranjivanja sjemena. Svaki period može biti predstavljen jednom (jednostavna struktura) ili nekoliko (kompleksna struktura) starosnim fazama. Jednogodišnje biljke i mnogi insekti imaju jednostavnu starosnu strukturu. Složena struktura je tipična za populacije drveća različite starosti i za visoko organizirane životinje.
Što je struktura složenija, to su veće adaptivne sposobnosti populacije.
Odrasle jedinke su spolno zrele životinje;
Stare su jedinke koje su prestale da se razmnožavaju.
U geobotanici je N.M. klasifikacija biljaka prema starosti dobila priznanje. Chernova, A.M. Bylovoy:
Uspavane sjemenke;
Sadnice (izdanci) su biljke prve godine života, mnoge od njih žive od hranljivih materija u kotiledonima;
Mladunci - počinju se hraniti samostalno, ali se još uvijek razlikuju po veličini i morfološki od odraslih biljaka;
Nezrele - imaju prijelazne karakteristike od juvenilnih do odraslih biljaka, još su vrlo male, imaju promjenu u vrsti rasta, počinje grananje izdanaka;
Virginiles - "odrasli tinejdžeri", mogu dostići veličinu odraslih, ali nema regenerativnih organa;
Mlada generativna - koju karakterizira prisustvo generativnih organa, završeno je formiranje izgleda tipičnog za odraslu biljku;
Generator srednjih godina - karakteriše ga maksimalni godišnji rast i maksimalna reprodukcija;
Stara generativna - biljke nastavljaju da donose plodove, ali njihov rast izdanaka i formiranje korijena potpuno prestaju;
Subsenilni - vrlo slabo donose plodove, vegetativni organi odumiru, stvaraju se novi izdanci zbog uspavanih pupoljaka;
Senilni - vrlo stari, oronuli pojedinci, pojavljuju se karakteristike juvenilnih biljaka: veliki pojedinačni listovi, izdanci.
Cenopopulacija u kojoj su zastupljeni svi navedeni stadijumi naziva se normalna, potpuna.
U šumarstvu i oporezivanju prihvaćena je klasifikacija sastojina i zasada po starosnim klasama. Za četinare:
Sadnice i samosjeme – 1-10 godina, visina do 25 cm;
Stadij mladog rasta – 10-40 godina, visina od 25 do 5 m; pod krošnjom šume odgovara mali (do 0,7 m), srednji (0,7-1,5 m) i veliki (>1,5 m) podrast;
Stadij smuđa – srednjedobni zasadi stari 50-60 godina; prečnik debla od 5 do 10 cm, visina - do 6-8 m; ispod krošnje šume nalazi se mlada generacija sastojine, odnosno tanko drvo sličnih dimenzija;
Dozrijevanje zasada – 80-100 godina;
mogu biti nešto manje veličine od matičnog drveta; u šumi mogu još uvijek biti u drugom redu, ali ne donose plodove; ni pod kojim okolnostima se ne dodeljuju u kormilarnicu;
Prezrele - stare preko 180 godina, nastavljaju da obilno donose plodove, ali postepeno oronule i suše se ili ispadaju dok su još žive.
Za listopadne vrste, gradacije i posjedi su slični po veličini, ali zbog bržeg rasta i starenja njihova dobna klasa nije 20, već 10 godina.
|
|
Odnos starosnih grupa u strukturi stanovništva karakteriziraju njegovu sposobnost reprodukcije i preživljavanja, te su u skladu sa stopama plodnosti i mortaliteta. U rastućim populacijama sa visokim natalitetom preovlađuju mlade, još nereproduktivne jedinke (slika 2. u stabilnim, to su obično višedobne, punopravne populacije u kojima se određeni broj jedinki redovno seli iz mlađih u starije); starosne grupe jednaka je padu stanovništva; |
|
|
U opadajućim populacijama, osnovu čine stare jedinke, obnavljanje kod njih izostaje ili je vrlo neznatno. Seksualna struktura prema genetskim zakonima, trebalo bi da ga predstavlja jednak odnos muških i ženskih jedinki, tj. 1:1. Ali zbog specifične fiziologije i ekologije karakteristične za različite spolove, zbog njihove različite održivosti, utjecaja okolišnih, društvenih i antropogenih faktora, mogu postojati značajne razlike u ovom omjeru. A te razlike nisu iste ni u različitim populacijama ni u različitim starosnim grupama iste populacije. Ovo je jasno prikazano na sl. 3, koji predstavlja dijelove starosne i polne strukture stanovništva bivši SSSR I afrička republika Kenija. Uzimajući presjek SSSR-a, na pozadini prirodne distribucije starosnih grupa u životnom ciklusu, očigledan je pad nataliteta tokom ratnih godina i njegov porast u poslijeratnim godinama. Disproporcija između ženskog i muškog spola također je nesumnjivo povezana s ratom. U Keniji postoji prirodna veza između polne distribucije i očiglednog pada populacije u predreproduktivnoj dobi sa nizak nivo |
život, zavisnost od prirodnih uslova.
Proučavanje polne strukture populacija je veoma važno, jer su i ekološke i bihevioralne razlike snažno izražene između jedinki različitih spolova. PRIMJER.
Postoje vrste kod kojih je spol u početku određen ne genetskim, već faktorima okoline, kao što je, na primjer, u Arizema japonica, kada se formira masa gomolja, ženski cvatovi se formiraju na biljkama s velikim mesnatim gomoljima, a muški cvatovi su formirana na biljkama s malim. Uloga je jasno vidljiva faktori životne sredine u formiranju polne strukture kod vrsta sa izmjenjivanjem spolne i partenogenetske generacije. At optimalna temperatura kod dafnije (Daphnia magna) populaciju čine partenogenetske ženke, a pri odstupanju od nje pojavljuju se i mužjaci.
Prostorni raspored jedinki u populacijama je nasumično, grupno i uniformno.
Slučajna (difuzna) distribucija – neujednačena, posmatrana u homogenom okruženju; odnosi između pojedinaca su slabo izraženi. Slučajna distribucija je karakteristična za populacije u početnom periodu naseljavanja; biljne populacije koje doživljavaju ozbiljno ugnjetavanje od strane graditelja zajednice; populacije životinja u kojima
društvena povezanost slabo izraženo.
PRIMJERI.
društvena povezanost U početnim fazama naseljavanja i uspostavljanja - štetočine insekata na terenu; sadnice eksperimentalnih (pionirskih) vrsta: vrba, izbornija, ariš, lespedeza i dr., u poremećenim područjima (planinski lanci, kamenolomi);
Grupna distribucija je najčešća; odražava heterogenost životnih uslova ili različite ontogenetske (dobne) obrasce stanovništva.
Osigurava najveću stabilnost stanovništva.
To se može učiniti jednostavnom matematičkom obradom računovodstvenih podataka. Parcela ili pokusna površina se dijeli na parcele za brojanje iste veličine - najmanje 25, ili se prebrojavanje biljaka vrši na brojanim parcelama iste veličine koje se nalaze na približno istoj udaljenosti. Skup lokacija predstavlja uzorak.
Označavanjem prosječnog broja jedinki neke vrste na lokalitetima u uzorku slovom m, broja mjesta (brojeva) u uzorku sa n, stvarnog broja jedinki vrste na svakom lokalitetu sa x, možemo odrediti disperzija, ili mjera disperzije s2 (odstupanje vrijednosti x od m):
s2 = S(m-x)2 /(n-1)
Sa slučajnom distribucijom s2=m (pod uslovom da postoji dovoljna veličina uzorka). Uz ujednačenu distribuciju, s2=0, a broj jedinki na svakoj lokaciji treba da bude jednak prosjeku. Kod grupne distribucije s2>m je uvijek, a što je veća razlika između odstupanja i prosječnog broja, to je grupna distribucija pojedinaca izraženija.
4. Dvostruka priroda populacionih sistema
|
|
a) evoluciona i funkcionalna suština populacije Treba obratiti pažnju na dvojni položaj populacije u redovima bioloških sistema koji pripadaju različitim nivoima organizacije žive materije (Sl. 4). S jedne strane, populacija je jedna od karika u genetsko-evolucijskom nizu, odražavajući filogenetske odnose svojti na različitim nivoima, kao rezultat evolucije životnih oblika: organizam - populacija - vrsta - rod - ... - carstvo U ovoj seriji populacija djeluje kao oblik postojanja vrste, čija je glavna funkcija opstanak i razmnožavanje. Igranje važnu ulogu u mikroevolucionom procesu, populacija je elementarna genetska jedinica vrste. Pojedinci u populaciji imaju karakteristike strukturne karakteristike |
, fiziologiju i ponašanje, tj.
heterogenost. Ove osobine se razvijaju pod uticajem životnih uslova i rezultat su mikroevolucije u određenoj populaciji. Promjene populacija u procesu adaptacije na promjenjive faktore okoline i konsolidacija ovih promjena u genskom fondu u konačnici određuju evoluciju vrste.
b) biološka nedosljednost funkcija populacije
“Dualnost” populacija se očituje i u biološkoj nedosljednosti njihovih funkcija. Sastoje se od jedinki iste vrste, te stoga imaju iste ekološke zahtjeve za uslove okoline i imaju iste mehanizme prilagođavanja.
Ali same populacije sadrže:
1) velika verovatnoća intenzivne intraspecifične konkurencije
2) mogućnost nedostatka stabilnih kontakata i odnosa među pojedincima.
Intenzivna konkurencija se javlja tokom prenaseljenosti, što dovodi do iscrpljivanja resursa za održavanje života: hrane za životinje, vlage, plodnosti i (ili) svjetlosti za biljke. Ako je broj jedinki premali, populacija gubi svojstva sistema i smanjuje se njegova stabilnost. Rješavanje ove kontradikcije je glavni uslov za održavanje integriteta sistema. Ona leži u potrebi održavanja optimalnih brojeva i optimalnih odnosa između unutarpopulacijskih procesa diferencijacije i integracije. Lotka–Volterra model. Kao primjer prirodne regulacije procesa intraspecifične konkurencije možemo navesti Lotka-Volterra pravilo, koje odražava odnose u lanac ishrane
potrošači i proizvođači, ili grabežljivac i plijen. Predstavljaju ga dvije jednačine. Prvi izražava uspjeh susreta između plijena i grabežljivca:
Plodnost prirodno zavisi od efikasnosti (f) kojom se hrana prenosi na potomstvo i od brzine konzumiranja hrane (a × C" × N).
|
|
Na sl. Slika 5 prikazuje grafički Lotka–Volterra model. To nam omogućava da pokažemo glavni trend u odnosu grabežljivac-plijen, a to je da su fluktuacije u veličini populacije grabežljivca u skladu s fluktuacijama u veličini populacije plijena. Istovremeno, ciklusi povećanja i smanjenja broja grabežljivaca i plijena pomiču se jedni u odnosu na druge. Kada je broj plijena (resurs hrane) veliki, broj grabežljivaca se povećava, ali ne beskonačno, već dok ne dođe do napetosti s hranom. Smanjenje zaliha hrane dovodi do povećane intraspecifične konkurencije i smanjenja broja grabežljivaca, a to opet dovodi do povećanja broja plijena. |
Zakon o nastanku. Kao integralni sistem, populacija može biti stabilna samo uz bliske kontakte i međusobnu interakciju jedinki. Samo u krdu artiodaktili mogu odoljeti grabežljivcima. Samo u čoporu vukovi uspješno love. U šumskim zajednicama, po pravilu, podrast drveća bolje raste u biogrupama (grupni efekat na poremećenim područjima teče bolje uz obilnu sjetvu i ravnomjerno nicanje sadnica). Životinje žive u stadima, ptice i ribe u jatima.
|
|
Istovremeno, populacija, kao sistem, dobija nova svojstva koja nisu ekvivalentna jednostavnom zbiru sličnih svojstava pojedinaca u populaciji. Na primjer, kada se dafnije, hrana smuđa, okupe u grupi, grupa formira zaštitno biopolje (Sl. 5), zahvaljujući kojem ribe ne “primjećuju” hranu. Jedna dafnija nema takvo biopolje i brzo postaje plijen riba. Isti obrazac se manifestuje kada se populacije kombinuju u sistem biocenoze - biocenoza dobija svojstva koja nijedan njen blok nema zasebno. Ovaj zakon, zakon nastajanja, formulisao je N.F. Reimers. |
5. Fluktuacije u brojevima
|
|
Pod povoljnim uslovima, populacije doživljavaju porast broja i može biti toliko brz da dovodi do populacione eksplozije. Ukupnost svih faktora koji doprinose rastu populacije naziva se biotički potencijal. Dovoljno je visok za različite vrste, ali je vjerovatnoća da će populacija dostići granicu populacije u prirodnim uslovima mala, jer tome se suprotstavljaju ograničavajući (ograničavajući) faktori. Skup faktora koji ograničavaju rast populacije naziva se otpor okoline. Stanje ravnoteže između biotičkog potencijala vrste i otpornosti okoline (slika 6), koje održava konstantnost veličine populacije, naziva se homeostaza ili dinamička ravnoteža. Kada se on prekrši, dolazi do fluktuacija u veličini populacije, odnosno promjena u njoj. |
Razlikovati periodične i neperiodične fluktuacije u broju stanovništva. Prvi se javljaju tokom sezone ili nekoliko godina (4 godine - periodični ciklus plodova kedra, povećanje broja leminga, arktičkih lisica, polarnih sova; nakon godinu dana stabla jabuke daju plodove na vrtnim parcelama), drugi su izbijanja masovne reprodukcije određenih štetočina korisne biljke, u slučaju poremećaja uslova staništa (suše, neuobičajeno hladne ili tople zime, suviše kišne vegetacijske sezone), neočekivane migracije na nova staništa. Periodične i neperiodične fluktuacije u broju populacija pod uticajem biotičkih i abiotički faktori okruženja zajednička za sve populacije nazivaju se populacijskim talasima.
Svaka populacija ima strogo definisanu strukturu: genetsku, starosnu, prostornu, itd., ali ne može se sastojati od manjeg broja jedinki nego što je potrebno za stabilan razvoj i otpornost populacije na faktore sredine. Ovo je princip minimalne veličine populacije.
društvena povezanost Bilo kakva odstupanja parametara populacije od optimalnih vrijednosti su nepoželjna, ali ako pretjerano visoke vrijednosti ne predstavljaju direktnu prijetnju za postojanje vrste, onda smanjenje na minimalnu razinu, posebno veličine populacije, predstavlja prijetnju za vrsta.
Međutim, uz princip minimalne veličine populacije, postoji i princip ili pravilo maksimuma populacije.
Ona leži u činjenici da se populacija ne može povećavati u nedogled.
Samo teoretski je sposoban za neograničen rast u broju. Prema teoriji H.G. Andrevarty – L.K. Bircha (1954) – teorija ograničenja veličine populacije, broj prirodnih populacija ograničen je iscrpljivanjem prehrambenih resursa i uslova uzgoja, nedostupnošću ovih resursa i prekratkim periodom ubrzanog rasta populacije. Teorija “granica” je dopunjena teorijom biocenotske regulacije veličine populacije K. Fredericks-a (1927): rast populacije je ograničen uticajem kompleksa abiotičkih i biotičkih faktora sredine.?
Koji su to faktori ili
razlozi za fluktuacije stanovništva
Dovoljne zalihe hrane i nestašice hrane;
Konkurencija između više populacija za jednu ekološku nišu;
Vanjski (abiotički) uvjeti okoline: hidrotermalni režim, osvijetljenost, kiselost, aeracija itd.
6. Ekološke strategije populacija
Kakve god bile adaptacije pojedinaca na zajednički život u populaciji, kakve god bile adaptacije populacije na određene faktore, sve one su u krajnjoj liniji usmjerene na dugoročni opstanak i nastavak samog sebe u bilo kojim uslovima postojanja. Među svim adaptacijama i karakteristikama može se razlikovati skup osnovnih karakteristika koje se nazivaju ekološka strategija. Ovo je opšta karakteristika rasta i razmnožavanja date vrste, uključujući brzinu rasta jedinki, period kada dostižu polnu zrelost, učestalost razmnožavanja, maksimalnu starost itd. Ekološke strategije su vrlo raznolike i iako postoji mnogo prijelaza između njih, mogu se razlikovati dva ekstremna tipa: r-strategija i K-strategija. r-strategija
– posjeduju je vrste koje se brzo razmnožavaju (r-vrste); karakteriše ga selekcija za povećane stope rasta stanovništva tokom perioda niske gustine. Tipičan je za populacije u sredinama sa iznenadnim i nepredvidivim promjenama uslova ili u efemernim, tj. postojeći velike količine naseljavaju neokupirane teritorije, ali ih, u pravilu, brzo - u toku života jedne ili dvije generacije - zamjenjuju K-vrste.
r-vrste uključuju bakterije, sve jednogodišnje biljke (korov) i štetočine insekata (lisne uši, lisne bube, štetočine stabljike, skakavce). Među trajnicama - pionirske vrste: ognjište, mnoge trave, pelin, efemerne biljke, među vrstama drveća - vrba, bijela i kamena breza, jasika, izbornija, među četinarima - ariš;
Prvo se pojavljuju na poremećenim zemljištima: opožarenim područjima, planinskim lancima, građevinskim kamenolomima i uz puteve. K-strategija –
ovu strategiju poseduju vrste sa niskom stopom reprodukcije i visokom stopom preživljavanja (K-vrste); on određuje selekciju za povećano preživljavanje pri velikoj gustini populacije koja se približava granici.
Glavne karakteristike K-vrste: niska plodnost, značajan životni vijek, velike veličine jedinki i sjemena, moćni korijenski sistemi, visoka konkurentnost, stabilnost na okupiranoj teritoriji, visoka specijalizacija načina života. Stopa reprodukcije K-vrsta opada kako se približava maksimalna gustina populacije i brzo raste pri niskoj gustini; roditelji brinu o svom potomstvu. K-vrste često postaju dominantne u biogeocenozama.
K-vrste uključuju sve grabežljivce, ljude, reliktne insekte (velike tropske leptire, uključujući i dalekoistočne, reliktnu dugorogu, jelenu, mljevenu bubu, itd.), jednu fazu skakavaca, gotovo sva drveća i grmlje. Najupečatljiviji predstavnici biljaka su sve četinjača, mongolski hrast, mandžurski orah, lješnjaci, javorovi, trave i šaš.
društvena povezanost Različite populacije različito koriste isto stanište, tako da vrste oba tipa mogu postojati u njemu istovremeno koristeći strategiju.
Svaka populacija biljaka, životinja i mikroorganizama savršen je živi sistem, sposoban za samoregulaciju i uspostavljanje svoje dinamičke ravnoteže. Ali ne postoji izolovano, već zajedno sa populacijama drugih vrsta, formirajući biocenoze.
Stoga su u prirodi rasprostranjeni i interpopulacijski mehanizmi koji reguliraju odnose između populacija različitih vrsta. Regulator ovih odnosa je biogeocenoza koja se sastoji od mnogih populacija različitih vrsta. U svakoj od ovih populacija dolazi do interakcije između jedinki, a svaka populacija ima utjecaj na druge populacije i na biogeocenozu u cjelini, kao što biogeocenoza sa svojim sastavnim populacijama ima direktan utjecaj na svaku specifičnu populaciju.
Kako piše I.I Šmalhauzen: „...U svim biološkim sistemima uvek postoji interakcija između različitih regulatornih ciklusa, koja vodi ka samorazvoju sistema u skladu sa datim uslovima postojanja...” Kada se ostvare optimalni odnosi, dolazi do manje ili više dugotrajnog stacionarnog stanja (dinamičke ravnoteže) datog sistema pod datim uslovima postojanja. "...Za populaciju to znači uspostavljanje određene genetske strukture, uključujući različite oblike uravnoteženog polimorfizma. Za vrstu to znači uspostavljanje i održavanje iste manje-više složena struktura
. ... Za biogeocenozu to znači uspostavljanje i održavanje njenog heterogenog sastava i uspostavljenih odnosa između komponenti. Kada se uslovi postojanja promene, stacionarno stanje je, naravno, poremećeno. Dolazi do ponovnog vrednovanja norme i opcija, a samim tim i do nove transformacije, tj. dalji samorazvoj ovih sistema...” Istovremeno se menjaju odnosi između karika u biogeocenozi, a u populacijama dolazi do restrukturiranja genetske strukture. Povratak na ČLANCI OSOBLJA BSI FEB RAS Povratak
NA POČETNU STRANICU
web stranica Botaničke bašte FEB RAS
Starosni sastav Populacija je omjer pojedinaca različite dobi. Postoje tri ekološka doba: predreproduktivno, reproduktivno i postreproduktivno. Trajanje svakog od njih varira u zavisnosti od životnog veka pojedinca. U stabilnim populacijama omjer starih i intenzivno razmnožavajućih mladih jedinki je 1:1. Polni sastav populacije je omjer jedinki različitih spolova. Kod mnogih organizama ovaj omjer je 1:1, što je osigurano genetskim mehanizmima za određivanje spola.
Gustina naseljenosti– je broj organizama (pojedinaca) po jedinici površine ili zapremini životne sredine. Brojnost je ukupan broj jedinki u populaciji vrste u datom području (na primjer, broj jedinki u šumi, tlu, vodi, itd.). broj jedinki uključenih u populaciju može značajno varirati među različitim organizmima. Tipično, veličina populacije malih organizama (na primjer, jednoćelijskih organizama) može doseći milijune jedinki, dok je veličina populacije velikih životinja relativno mala i iznosi svega nekoliko stotina jedinki. Međutim, mora se naglasiti da su zbog problema očuvanja ugroženih i rijetkih vrsta na planeti populacije s malim brojem jedinki nestabilne i mogu nestati ako dođe do promjena životnih uslova. U populacionoj genetici postoji takva stvar kao efektivna veličina populacije. Prema modernim konceptima, ako efektivni broj padne ispod otprilike 500 jedinki unutar ekosistema (biogeocenoza), tada se šanse za izumiranje populacije naglo povećavaju zbog genetske degeneracije i smanjenja održivosti jedinki. Slučajni uzroci također igraju ulogu (požar, poplava), koji mogu toliko smanjiti broj stanovnika da natalitet više neće pokrivati pad.
Postoje tri tipa distribucije ili naseljavanja pojedinaca unutar populacije: uniformna, nasumična i grupna (slika 7.2).
Slika 7.2 – Glavni tipovi distribucije jedinki u populaciji
(nakon Oduma, 1975.)
A – ravnomerna raspodela; B – slučajna distribucija;
B – grupna distribucija
Ujednačena distribucija u prirodi se često povezuje sa intenzivnom konkurencijom između različitih pojedinaca. Ova vrsta distribucije se primećuje u grabežljiva riba i u štapovima sa svojim teritorijalnim instinktom i čisto individualnim karakterom.
Slučajna distribucija javlja se samo u homogenom mediju. Ovako se lisne uši u početku distribuiraju po polju. Kako se umnožava, distribucija dobija grupni ili pjegavi (saborni) karakter.
Grupna distribucija javlja najčešće. Tako se u borovoj šumi stabla u početku naseljavaju u grupama, a kasnije njihova distribucija postaje ujednačena. U populaciji grupna distribucija pruža veću otpornost na nepovoljne uslove u odnosu na pojedinca. Životinje koje vode aktivan način života, u pravilu su aktivno raspoređene, što dovodi do intenzivnog miješanja populacija i zamagljivanja granica između njih. Na primjer, vrlo pokretne i aktivno se kreću arktičke lisice, druge životinje, ptice ogromne površine bez oštrih granica između populacija.
Neraskidivo povezan sa gustinom i veličinom naseljenosti biomasa- ovo je količina žive materije određenih organizama izražena u jedinicama mase ili energije po jedinici površine ili zapremine. Biomasa populacije je njena najvažnija karakteristika, budući da je to u konačnici biomasa korisne vrste Ljudi konzumiraju biljke i životinje u poljoprivredi, ribolovu, lovu itd. Stoga je, kako za organizme, tako i za praktične potrebe ljudi, brzina stvaranja biomase izuzetno važna.
| Prethodno |
Populacija je istorijski uspostavljena prirodna zbirka jedinki određene vrste, međusobno povezana određenim odnosima i prilagođavanjem životu na određenom području. Ovaj termin je prvi upotrebio V. Johansen 1903. godine. Populacija ima zajednički genski fond i zauzima određenu teritoriju. Glavno svojstvo populacije je njena stalna promjena, kretanje, dinamika, što u velikoj mjeri utiče na strukturnu i funkcionalnu organizaciju, produktivnost, biološku raznolikost i stabilnost sistema.
Populacija(od latinskog: “populus” - ljudi) je skup slobodno ukrštanih jedinki iste vrste, koji postoji dugo vremena i zauzima određeni dio raspona relativno odvojeno od ostalih populacija iste vrste. Populacija je elementarna struktura vrste, u obliku u kojem vrsta postoji u prirodi.
Populacije kao grupe pojedinaca imaju niz specifičnih pokazatelja koji nisu karakteristični za svakog pojedinca. Utvrđuju se kvantitativne i kvalitativne karakteristike populacija vanjski faktori(masa/prostor=gustina, masa/disperzija=broj, distribucija, ekološka struktura). U ovom slučaju razlikuju se dvije grupe kvantitativnih indikatora - statički i dinamički.
Stanje stanovništva u datom trenutku karakteriziraju statični pokazatelji. To uključuje brojeve, gustinu i starosni sastav.
Veličina populacije je broj jedinki određene vrste u populaciji na datom području. Veličina populacije nije konstantna i varira u jednoj ili drugoj granici zavisi od omjera intenziteta reprodukcije i mortaliteta.
Gustina naseljenosti je veličina populacije po jedinici površine ili zapremini. U različitim fazama životnog ciklusa, gustina može značajno fluktuirati. Ovo je direktno povezano sa dva druga populacijska indikatora: fertilitetom i mortalitetom.
Dinamički indikatori populacije uključuju plodnost, mortalitet, rast i stopu rasta stanovništva.
Plodnost je sposobnost populacije da se brojčano povećava, bez obzira da li se to dešava polaganjem jaja, diobom, pupljenjem, klijanjem iz sjemena ili na neki drugi način. Najindikativnija je specifična stopa nataliteta, definisana kao broj jedinki koje se pojavljuju u jedinici vremena po pojedincu u populaciji (u demografiji se obračun vrši po ženi u reproduktivnoj dobi). Realna plodnost u velikoj meri zavisi od faktora sredine, stoga je uvek manja od maksimalne plodnosti, koja se teoretski shvata kao maksimalna plodnost, određena samo fiziologijom jedinki pri optimalnim vrednostima svih faktora sredine.
Plodnost se obično izražava kao stopa određena dijeljenjem broja novoformiranih jedinki u određenom vremenskom periodu (d = Nn/dt - apsolutna stopa nataliteta) ili brojem novih jedinki po jedinici populacije (dNn/Ndt - specifično, specifična stopa nataliteta), gdje je N veličina populacije ili samo dio sposoban za reprodukciju. Na primjer, za više organizme natalitet se izražava po ženki, a za ljudsku populaciju - na 1000 ljudi.
Plodnost može biti nula ili pozitivna, ali nikada negativna.
Mortalitet karakteriše smrt jedinki u populaciji i izražava se brojem jedinki. Smrtnost takođe zavisi od faktora sredine i obično je znatno veća od minimalne stope mortaliteta u idealnim uslovima sredine, što je određeno fiziologijom date vrste organizma, čak i pod idealnim uslovima, pojedinci će umrijeti od starosti.
Postoji razlika između specifičnog mortaliteta - broja umrlih u odnosu na broj pojedinaca koji čine populaciju; ekološki, odnosno ostvarivi mortalitet - smrt jedinki u specifičnim uslovima sredine (vrijednost nije konstantna, varira u zavisnosti od stanja prirodne sredine i stanja populacije).
Postoji određena minimalna vrijednost koja karakteriše smrt jedinki u idealnim uslovima, kada na populaciju ne utiču ograničavajući faktori. U ovim uslovima maksimalni životni vek jedinki je jednak njihovom fiziološkom životu, koji je u proseku duži od ekološkog životnog veka.
Ekosistem je osnovna funkcionalna jedinica žive prirode, uključujući i organizme i abiotičku sredinu, pri čemu svaki dio utiče na drugi i oba su neophodna za održavanje života kakav postoji na Zemlji. Dvostruku prirodu ovog kompleksa naglasio je V.N. Sukačev u doktrini biogeocenoze.
Biotički dio ekosistema nužno uključuje dvije glavne komponente: 1) autotrofnu komponentu, koju karakteriše fiksacija svjetlosne energije, korištenje jednostavnih neorganskih supstanci i izgradnja složenih supstanci; 2) heterotrofna komponenta, koju karakteriše iskorišćavanje, restrukturiranje i razgradnja složenih organskih supstanci. Vrlo često su organizmi koji predstavljaju ove dvije komponente odvojeni u prostoru; raspoređeni su u slojeve, jedan iznad drugog. Autotrofni metabolizam se najintenzivnije odvija u gornjem sloju - "zelenom pojasu", tj. gdje je svjetlosna energija najdostupnija i heterotrofni metabolizam dominira ispod, u tlima i sedimentima, „smeđeg pojasa“ u kojem se akumuliraju organske tvari.
Kao rezultat disipacije energije u lancima ishrane i zbog faktora kao što je ovisnost metabolizma o veličini jedinki, svaka zajednica dobija određenu trofičku strukturu, koja se može izraziti ili brojem jedinki na svakom trofičkom nivou, ili stajaćim usjevom, ili količinom energije zabilježenom po jedinici površine u jedinici vremena na svakom sljedećem trofičkom nivou. Grafički se to može predstaviti u obliku piramide, čija je osnova prvi trofički nivo, a sljedeći čine podove i vrh piramide (3-cifre). Postoje tri glavne vrste ekoloških piramida - piramide brojeva, biomase i energije.
Kada se proučava biotička struktura ekosistema, odnosi hrane između organizama jedan su od najvažnijih pokazatelja stanja populacija. Možete pratiti bezbroj puteva kretanja materije u ekosistemu, u kojem jedan organizam jede drugi, a treći, itd.
Lanac ishrane je put za kretanje materije (izvor energije i građevinski materijal) u ekosistemu od jednog organizma do drugog. Lanac ishrane je niz organizama u kojima svaki organizam jede ili razgrađuje drugi. Predstavlja put jednosmjernog toka malog dijela visoko efikasne sunčeve energije apsorbirane tokom fotosinteze koja se kreće kroz žive organizme i stiže do Zemlje. Na kraju, ovaj lanac se vraća u okolno prirodno okruženje u obliku toplotne energije. Hranjive tvari se također kreću duž njega od proizvođača do potrošača, a zatim do razlagača, a zatim natrag do proizvođača.
Dakle, sastoji se od tri glavne karike: proizvođača, potrošača i razlagača. Lanci ishrane koji počinju fotosintetičkim organizmima nazivaju se lanci ispaše, a lanci koji počinju od mrtvih biljnih ostataka, leševa i životinjskih izmeta nazivaju se detritni lanci.
Lokacija svake karike u lancu ishrane naziva se trofički nivoi, karakteriziraju ih različiti intenziteti protoka tvari i energije. Prvi trofički nivo uvijek čine proizvođači, biljojedi konzumenti pripadaju drugom trofičkom nivou, mesožderi koji žive od biljojeda pripadaju trećem, konzumni ostali mesožderi pripadaju četvrtom, itd. indikator populacijskog ekosistema
Detritivori mogu biti na drugom i višem trofičkom nivou.
Obično postoje 3-4 trofička nivoa u ekosistemu. To se objašnjava činjenicom da se značajan dio konzumirane hrane troši na energiju (90-99%), pa je masa svakog trofičkog nivoa manja od prethodnog. Relativno malo ulazi u formiranje tjelesnog tijela (1-10%).
U prirodi su lanci ishrane rijetko izolovani jedan od drugog. Mnogo češće se predstavnici jedne vrste (biljojedi) hrane nekoliko vrsta biljaka, a sami služe kao hrana za nekoliko vrsta grabežljivaca.
Dakle, lanci ishrane nisu izolovani jedan od drugog, već su usko isprepleteni. Oni čine tzv prehrambene mreže. Princip formiranja mreže hrane je sljedeći. Svaki proizvođač nema jednog, već nekoliko potrošača. Zauzvrat, potrošači, među kojima prevladavaju polifagi, koriste ne jedan, već nekoliko izvora hrane (Slike 1-2).
Mreža hrane je složena mreža odnosa s hranom.
Unatoč raznolikosti lanaca ishrane, oni imaju zajedničke obrasce: od zelenih biljaka do primarnih potrošača, od njih do sekundarnih potrošača, itd., zatim do detritojeda. On posljednje mjesto Uvek ima detritojeda, oni zatvaraju lanac ishrane.
U svakoj fazi prenosa materije i energije kroz lanac ishrane, otprilike 90% energije se gubi i samo oko 1/10 prelazi na sledećeg potrošača. Navedeni odnos u prijenosu energije u hranidbenim vezama organizama naziva se Lindemannov princip.