Поняття чисельності популяцій
Чисельність популяції - це загальна кількість особин енного виду, що присутня на тій чи іншій території. Наприклад, населення уссурійського тигра налічує близько 300 особин, ладозької нерпи - близько 10 тис., азіатського лева - близько 70 особин, зубрів - близько 2 тис. осіб.
Чисельність популяції – важлива екологічна характеристика популяції. Число особин у популяції має велике еволюційне значення. Але важливою є не загальна чисельність особин у популяції, а ефективна чисельність - репродуктивна чисельність - та частина популяції, яка формує генофонд наступного покоління (генетично ефективна величина).
Для людини ефективна чисельність дорівнює 45, для будинкової миші – 10, для комара оедес та дрозофіли – 500, для молюска цепея немораліс – 230, для мокриці (сухопутного раку) – 19 особин.
Після досягнення заключної фази зростання розміри популяції продовжують коливатися від покоління до покоління навколо деякої більш менш постійної величини. При цьому чисельність одних видів змінюється нерегулярно з великою амплітудою коливань (комахи-шкідники, бур'яни), коливання чисельності інших (наприклад, дрібних ссавців) мають відносно постійний період, а в популяціях третіх видів чисельність коливається від року до року незначно (довгоживучі великі позвони) деревні рослини).
У природі переважно зустрічаються три виду кривих зміни чисельності популяції: щодо стабільний, стрибкоподібний і циклічний Види, які мають чисельність рік у рік перебуває лише на рівні підтримуючої ємності середовища, мають досить стабільні популяції. Така сталість характерна для багатьох видів дикої природи і зустрічається, наприклад, у незайманих тропічних вологих лісах, де середньорічна кількість опадів та температуразмінюються з кожним днем і з року в рік вкрай мало.
В інших видів коливання чисельності популяцій мають правильний циклічний характер.
Ряд видів, таких, як єнот, переважно мають досить стабільні популяції, проте іноді їх чисельність різко зростає (підскакує) до найвищого значення, та був різко падає до деякого низького, але щодо стабільного рівня. Ці види відносять до популяцій зі стрибкоподібним зростанням чисельності Раптове збільшення чисельності відбувається при тимчасовому підвищенні ємності середовища для даної популяції і може бути пов'язане з покращенням кліматичних умов (факторів) та харчування або різким зменшенням чисельності хижаків (включаючи мисливців). Після перевищення нової, вищої ємності середовища у популяції зростає смертність та її розміри різко скорочуються.
Протягом історії у різних країнах неодноразово спостерігалися випадки краху популяцій людини, наприклад, в Ірландії 1845 р., коли внаслідок зараження грибком загинув увесь урожай картоплі. Оскільки раціон харчування ірландців сильно залежав від картоплі, до 1900 р. половина восьмимільйонного населення Ірландії померла з голоду чи емігрувала до інших країн.
Сучасна концепція автоматичного регулювання чисельності популяцій виходить з поєднанні двох принципово різних явищ: модифікацій, чи випадкових коливань чисельності, і регуляцій, діючих за принципом кібернетичної зворотний зв'язок і нівелюючих коливання. Відповідно до цього виділяють модифікуючі (незалежні від щільності популяції) і регулюючі (залежні від щільності популяції) екологічні фактори, причому перші впливають на організми або безпосередньо, або через зміни інших компонентів біоценозу. Фактично модифікуютьфактори є різні абіотичні фактори. Регулюючі чинники пов'язані з існуванням та активністю живих організмів (біотичні чинники), оскільки лише живі істоти здатні реагувати на щільність своєї популяції та популяцій інших видів за принципом негативного зворотного зв'язку. Якщо вплив модифікуючих факторів призводять лише до перетворень (модифікацій) коливань чисельності, не усуваючи їх, то регулюючі фактори, вирівнюючи випадкові відхилення, стабілізують (регулюють) чисельність на певному рівні. Проте за різних рівнях чисельності популяції регулюючі чинники дуже різні. При досягненні популяцією жертви ще більш високої чисельності створюються умови поширення хвороб і, нарешті, граничний чинник регуляції - внутрішньовидова конкуренція, яка веде до вичерпування доступних ресурсів та розвитку стресових реакцій у популяції жертви.
Таким чином, щоб отримати вичерпну інформацію про те, які фактори викликають коливання чисельності, теоретично потрібні дані про фізико-хімічні умови, забезпеченість ресурсами, життєвий цикл цих організмів та вплив конкурентів, хижаків, паразитів і т.д., причому потрібно знати, як всі ці фактори впливають на народжуваність, смертність та міграцію.
Загальна зміна чисельності природної популяції визначається такими процесами, як народжуваність, смертність та міграція особин.
Роджуваністьрозрізняють абсолютну та питому.
Абсолютна народжуваність- це кількість нових особин, що з'явилися за одиницю часу, апитома- та ж кількість, але віднесена до певної кількості особин. Наприклад, показником народжуваності людини є кількість дітей, що народилися на 1000 осіб протягом року. Народжуваність визначаєтьсябагатьма факторами: умовами середовища, наявністю їжі, біологією виду (швидкість статевого дозрівання, кількість генерацій протягом сезону, співвідношення самців та самок у популяції). Відповідно до правила максимальної народжуваності (відтворення) в ідеальних умовах у популяціях з'являється максимально можлива кількість нових особин; народжуваність обмежується фізіологічними особливостями виду.
Смертність,як і народжуваність, буває абсолютною (кількість особин, що загинули за певний час), так і питомою. Вона характеризує швидкість зниження чисельності популяції від загибелі через хвороби, старості, хижаків, нестачі корму, і грає головну роль динаміці чисельності популяції.
Розрізняють три типи смертності: однаковий усім стадіях розвитку - зустрічається рідко, в оптимальних умовах; підвищена смертність у ранньому віці - характерна більшості видів рослин і тварин (у дерев до віку зрілості доживає менше 1% сходів, у риб - 1-2% мальків, у комах - менше 0,5% личинок); висока смерть у старості - зазвичай спостерігається у тварин, чиї личинкові стадії проходять у сприятливих умовах, що мало змінюються: грунті, деревині, живих організмах.