Охрана и рациональное использование водных ресурсов

Численность популяции  — это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В период размножения происходит рост популяции. Смертность же, наоборот, приводит к сокращению ее численности.

Плотность популяции определяется количеством особей или биомассой на единицу площади либо объема, например: 400 деревьев на 1 га, 0,5 г циклопов в 1 м³ воды. Нередко важно различать среднюю плотность, т. е. численность или биомассу на единицу всего пространства, кудельную или экологическую плотность — численность или биомассу на единицу обитаемого пространства, доступной площади объема, которые фактически могут быть заняты популяцией. Плотность популяции отличается изменчивостью и зависит от ее численности. При возрастании численности не наблюдается увеличение плотности лишь в том случае, когда возможно распределение популяции, расширение ее ареала. Особи, составляющие популяции, имеют различные типы пространственного распределения, выражающие их реакции на различные влияния, например, добычу и благоприятные физические условия или конкурентные реакции. Различают три типа распределения или расселения особей внутри популяции: равномерное, случайное и групповое.

Равномерное распределение в природе чаще связано с острой конкуренцией между разными особями. Такой тип распределения отмечают у хищных рыб и у колюшек с их территориальным инстинктом и сугубо индивидуальным характером.

Случайное распределение имеет место только в однородной среде. Так на первых порах распределяется тля на поле. По мере ее размножения распределение приобретает групповой или пятнистый (конгрегационный) характер.

Групповое распределение встречается наиболее часто. Так, в сосновом лесу деревья вначале расселяются группами, а в дальнейшем их размещение становится равномерным. Популяции групповое распределение обеспечивает (по Ю. Одуму, 1986) более высокую устойчивость по отношению к неблагоприятным условиям по сравнению с отдельной особью. Животные, ведущие подвижный образ жизни, как правило, распределяются активно, что приводит к интенсивному перемешиванию популяций и стиранию границ между ними. Например, очень подвижные и активно перемещающиеся песцы, другие животные, птицы имеют огромные ареалы без резких границ между популяциями.

У пассивно передвигающихся  и малоподвижных организмов, наоборот, популяции четко разграничены даже на относительно небольшой территории. Таковы популяции наземных моллюсков, многих земноводных. Размеры ареала популяции зависят от величины особей, составляющей ее. Мелкие особи занимают сравнительно небольшие ареалы, тогда  как у видов с крупными особями  они обширны. Вместе с тем это  правило имеет много исключений. Так, территория, занимаемая популяцией прыткой ящерицы Lacerta agilis, может колебаться от 0,1 до нескольких гектаров.

Знание типа распределения  организмов имеет большое значение при оценке плотности популяции  методом выборки (в случае группового размещения площадь выборки должна быть большая). Возьмем n выборок. Среднее число особей в каждой выборке обозначим через m и получим рассеяние или дисперсию S² по формуле:  

При равномерном  распределении дисперсия S² равна нулю, так как число особей в каждой выборке постоянно и равно среднему. В случае случайного распределения среднее m и дисперсия S² равны. При групповом распределении рассеяние S² выше среднего и разница между ними тем больше, чем сильнее тенденция животных к образованию скоплений.

• Плотность популяции число особей (животных, растений, микроорганизмов) в расчёте на единицу объёма (воды, воздуха или почвы) или поверхности (почвы или дна водоёма). П. п. — важный экологический показатель пространственного размещения сочленов популяции (См. Популяция), а также динамики численности животных (См. Динамика численности животных), условий изменчивости (См. Изменчивость) и проявления естественного отбора (См. Естественный отбор). П. п. определяется преимущественно степенью благоприятности условий обитания вида в данном Биотопе или важнейшими экологическими факторами окружающей среды, особенно находящимися в минимуме и называется лимитирующими. Поэтому по средней П. п. можно судить о благоприятности местообитания (См. Местообитание) для данного вида. По постоянству обитания в биотопе данного вида и пределам колебания его численности в разные сезоны и годы можно выделить места временного и постоянного обитания (стации переживания, или резервации, в которых сохраняются остатки популяции в особенно неблагоприятные годы). Стации переживания, например у массовых видов грызунов, обычно занимают не более 3—10% заселённой ими территории. Зная стации переживания вредителей сельского и лесного хозяйства, хранителей и переносчиков болезней человека и полезных животных (в т. ч. домашних), можно экономно и эффективно бороться с вредными животными в резервациях, избегая т. о. загрязнения и отравления обширных участков.

         П. п. и характер пространственного  распределения животных закономерно  меняются при циклических колебаниях  численности, регулируемых соответствующими  популяционными механизмами. Рост  П. п. у большинства видов  сопровождается выделением её  сочленами и накоплением во  внешней среде продуктов обмена, в том числе особых сигнальных  веществ, которые тормозят или  ускоряют рост и развитие, ограничивают  или даже прекращают размножение,  могут увеличивать подвижность  животных и менять их поведение.  В результате при высокой П.  п. усиливается расселение и  может начаться массовая эмиграция.  При уменьшении П. п. эмиграция  прекращается, а подвижность несколько  падает, вновь увеличиваясь при  чрезмерном изреживании популяции,  угрожающем разрушением внутрипопуляционных  группировок (семьи, стаи, стада,  колонии и т.д.). Одновременно растет  интенсивность размножения.    

 У каждого вида в  зависимости от его образа  жизни и подвижности (сидячие,  оседлые или кочевые, мигрирующие  на большие расстояния) существуют  оптимальная П. п. и допустимые  пределы её колебаний, неодинаковые  в разных биотопах (максимальная  и минимальная П. п.). У неподвижных  организмов (растения, микроорганизмы, сидячие животные), получающих пищу  и кислород из окружающей среды  с токами воды, воздуха, почвенными  растворами, возможно, а во многих  случаях и выгодно примыкание  организмов друг к другу (см. Колониальные организмы). Таково же значение колоний или семей у общественных насекомых — пчёл, муравьев, термитов. Колониальные гнездовья птиц (особенно Птичьи базары) и колонии млекопитающих (сусликов, сурков, пищух, летучих мышей и др.) также характеризуются очень высокой П. п.        

 Животные большинства  видов держатся поодиночке или  небольшими группами (семьями), занимая  определённые участки (индивидуальные  или семейные), которые, как правило,  примыкают друг к другу, иногда  частично совмещаясь или перекрываясь.         

 П. п., соответствующая  образу жизни вида и условиям  его существования, поддерживается  и регулируется многими эволюционно  сложившимися механизмами. Главное  значение имеет территориальность,  т. е. способность осваивать  и охранять от вторжения занятую  территорию с помощью активных  действий и предупредительных  сигналов (химических, визуальных, акустических). Для поддержания группировок  имеются сигналы противоположного  значения (привлекающие особей одной  семьи или стада). См. также Популяционная экология.

• К численности популяции относят общее количество пчелиных семей и их состава особей на данной территории заселения. Как правило, численность никогда не бывает постоянной, поскольку зависит от сезонных колебаний численности, условий размножения, смертности, расселения роев при размножении (делении) семьей численность популяции может увеличиваться, а смертность или расселение приводит к сокращению численности популяции. Такое изменение численности вида в природе осуществляется двумя экологическими механизмами: воздействием среды на плодовитость маток семей пчел, и воздействием на их выживаемость. Причиной изменения численности популяции может быть: деятельность человека, изменением погодных условий, избыток или недостаток корма с медоносных растений, влияние болезней, паразитов, хищников. Изменение численности вида семей пчёл во времени и пространстве обозначается понятием популяционная динамика численности. Резкий подъем численности наблюдается у популяций, которые оказались на новом месте обитания с обилием кормовой базы медоносов.

При размножении семей пчёл численность  трутней в популяции во много  раз увеличивается в сравнении  с выводом молодых маток, поскольку  на одну матку при спариваниях  приходится иногда более 10 трутней.

Плотность популяции определяется количеством пчелосемей на единицу занимаемой площади, но она также изменчива. При возрастании численности пчелосемей, плотность популяции увеличивается, а при расселении не увеличивается, если отсутствуют какие либо преграды на пути расселения. Падение плотности популяции ниже оптимальной обуславливает уменьшение её плодовитости тем самым, ухудшая защитные свойства в менее, родственном спаривании родителей.

В экологии популяций животных различают  типы расселения, такие как случайные, равномерные и групповые (В.А. Радкевич, 1977).

Случайные естественные расселения пчелосемей наблюдаются чаще при роении. Когда пчелиные семьи достигли большой численности особей в семье, тогда они расселяются самостоятельно для создания не только новых семей, но и для сохранения имеющейся кормовой базы медоносов новым семьям в занимаемой территории, поскольку с увеличение плотности семей снижает возможность сохранения жизнедеятельности данной популяции, с уменьшением кормовой базы медоносов.

Равномерное расселение пчелиных семей может наблюдаться, как правило, при естественном размножении роевых семей пчёл в лесной или другой территории с наличием условий, для постройки жилищ. Равномерное расселение может быть как естественным, так и искусственным, т.е. по воле человека.

Групповое расселение. Несмотря на то, что каждая пчелосемья состоит из множества особей, но её не следует относить к категории группового расселения, поскольку в каждой семье только матка обладает передачей генов молодым маткам дочерям и своим сыновьям - трутням, а не всем особям других семей. При размножении новых семей, роевые семьи улетают раздельно, в различные стороны выбранного ими нового места поселения. По этому групповое расселение пчелосемей не может быть естественным, а только искусственным, т.е. когда на данной территории из-за недостатка медоносов часть семей увозят на другие медоносные территории, с целью пополнения кормов и сохранения общей численности семей пчел, данной популяции или с целью реализации другим хозяйствам. Переселение семей снижает плотность экологической или географической популяции.

Каждая  популяция характеризуется определенным половым составом маток и трутней, это обеспечивает ей, через скрещивание, свободный обмен генетической информацией. В силу неизбирательного, вероятного характера свободного скрещивания родителей пчёл происходит перетасовка генов в генофонде популяции. В изолированной популяции, состав родительских пар отличается известным уровнем гомозиготности и гетерозиготности, а также однородности или разнородности по генотипу. По этим известным признакам в такой популяции проводится отбор пчелиных семей, а от них маток и трутней. При отборе более продуктивных семей пчёл в каждой популяции хотят добиться получения чистых линий, т.е. семей пчёл с хозяйственно полезными количественными и качественными генетическими признаками.

ПОПУЛЯЦИИ– это совокупность особей одного вида, способная к самовоспроизведению, более или менее изолированная в пространстве и во времени от других аналогичных совокупностей одного и того же вида. Популяция является основным элементом каждой экосистемы. Свойства популяции значительно отличаются от свойств отдельных особей, например, толерантность (устойчивость) к факторам среды значительно шире.

Каждая популяция  характеризуется количественными  показателями. Количественные показатели популяции разделяются на статические  и динамические.

Статические показатели характеризуют состояние популяции в какой-то определенный момент времени. Это такие показатели как численность, плотность и показатели структуры.

Численность популяции – это общее количество особей (животных или растений) на данной территории или в данном объеме.

Плотность – число особей, приходящихся на единицу занимаемого пространства (кол-во чел/км², кол-во рыб/м³) (это численность популяции, отнесенная к единице занимаемого пространства). Зная изменение плотности во времени или пространстве, можно установить, увеличивается или уменьшается численность особей.

Показатели структуры. Каждая популяция имеет определенную структуру. Структура может быть

·         возрастной, т.е. показывать соотношение количества особей разного возраста;

·         половой – отражает соотношение полов;

·         размерной – отражает соотношение количества особей разных размеров.

Возрастная  структура популяции характеризует общее количество представленных в ней возрастных групп и соотношение их численности или биомассы.

Выделяют три  экологические возрастные группы:           

 В быстрорастущих, развивающихся популяциях доминируют  молодые особи. В стабильных  популяциях соотношение молодых  и взрослых особей равно примерно 1:1. В деградирующих, сокращающихся  популяциях преобладают старые  особи, неспособные к интенсивному  размножению.  

Динамические  показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции за некоторый промежуток времени. Это рождаемость, смертность, скорость роста популяции.

Рождаемость – это число особей ΔNn, родившихся в популяции за некоторый промежуток времени (Δt):    

Р = ΔNn/Δt.

Смертность – это число особей ΔNm, погибших в популяции за некоторый промежуток времени Δt:

С = ΔNm/Δt.

Для сравнения рождаемости  и смертности в разных популяциях используют удельные показатели.

Удельная  рождаемость – отношение рождаемости к исходной численности N