Оцінка чисельність, щільність, демографія популяції рослин та тварин
СОДЕРЖАНИЕ: Оцінка чисельність, щільність, демографія популяції рослин та тварин. Мета роботи: з’ясувати поняття чисельності, щільності, демографічної структури популяцій та методи їх дослідження побудувати демографічні таблиці і на конкретних прикладах рахувати численність, щільність, ріст популяцій певного виду і порівняти отримані дані.
Оцінка чисельність, щільність, демографія популяції рослин та тварин.
Мета роботи: з’ясувати поняття чисельності, щільності, демографічної структури популяцій та методи їх дослідження побудувати демографічні таблиці і на конкретних прикладах рахувати численність, щільність, ріст популяцій певного виду і порівняти отримані дані.
Матеріали: статистичні дані, калькулятори (або компютер), міліметровий папір.
Теоретичні відомості. Динаміка чисельності популяції характеризується комплексом ознак (народжуваністю, смертністю), швидкістю їх змін, які поєднані між собою складними взаємозвязками:
І. Народжуваність (b). Виділяють:
а) максимальну — абсолютна, фізіологічна, теоретична, в ідеальних умовах при відсутності лімітуючих факторів;
б) екологічну — в реальних умовах;
с) питому b = (Nn/Nt) 100%, Nn де, — число особин, що народились за певний період часу t; N — число особин в початковий момент відліку.
2. Смертність (d). Виділяють:
а) мінімальну — теоретична, в ідеальних умовах, без впливу лімітуючих факторів, спричинену старістю;
б) екологічну — в реальних умовах;
с) питома d = (Nn/Nt) 100%
Рівновага між народжуваністю і смертністю (швидкість відновлення та виживання популяції) що характеризуються основним рівнянням динаміки чисельності популяції: г =b —d; це зумовлено потенційними можливостями популяції (репродуктивним пристосуванням — експоненційний ріст — г), що залежить від щільності популяції та розмноження; зовнішніми факторами, конкуренцією (логістичний ріст популяції k); статевою і віковою структурами популяції (демографічна структура популяції).
Для оцінки демографії популяцій будують демографічні таблиці, в які заносять показники, розраховані за відповідними формулами. Таблиця №1.
| Клас віку |
Число особин в момент обліку |
Питоме вижи-вання |
Число особин, що загинули від х до х+1 |
Питома смерт-ність |
Число нащадків, народжених однією самкою |
Питома народжуваність |
| x |
nx |
lx |
dx |
qx |
mx |
mxlx |
| 0 |
20 |
1 |
4 |
0.20 |
0 |
0 |
| 1 |
16 |
0.80 |
4 |
0.20 |
0 |
0 |
| 2 |
12 |
0.60 |
4 |
0.20 |
2 |
1.20 |
| 3 |
10 |
0.50 |
2 |
0.10 |
4 |
2.00 |
| x |
mxlx |
Всі організми умовно розподіляють на класи. Питоме виживання для х=0 становить 1 (l x = 1), псі наступні дані обраховують, виходячи з числа особин в момент обліку.
Наприклад: пх = 20 1Х = 1
п x = 16;l x1 =(16.1)/20 = 0,80; l x2 =12 1/20= 0,60; l x3 = 10 1/20 = 0,50
Аналогічно розраховують питому смертність: q x
Наприклад: n x = 20 l x = 1
d x = 4; q x = (4.1)/20 = 0,20; d x2 = 4 1 /20 = 0.20; d x3= 2 1 /20 = 0,10
Rо - чиста швидкість розмноження.
Rо = mх lx — (число нащадків на кожну самку - питома народжуваність) = 3,2 Щоб побудувати демографічні таблиці, потрібно знати:
- вік, коли вид вступає в генеративну фазу,
- плодючість жіночої статі,
- середній час генерації (Т), який відповідає середньому віку самки, що народжує дітей (сума добутків, що отримують в результаті множення відповідного віку на число нащадків, а потім суму ділять на питому народжуваність):
T = x mх lx / x mх lx
- швидкість росту популяції () за одиницю часу = lnR0 / Т.
Правило стабільності статево-вікової структури (А.Лотка, 1925). Для стабілізації популяції має витримуватись певне співвідношення статевих і вікових груп:
- за щільністю (популяція повинна мати врівноважену щільність)
- за поведінкою
Хід роботи. На основі наведених даних (табл. 2-3) побудуйте демографічні таблиці і розрахуйте ріст популяції.
Таблиця №2.
Показники зміни популяції ялівцю
| № |
Життєві фази |
Вік |
х |
n x |
l x |
d x |
q x |
mх |
mх lx |
| 1 |
Сходи |
0 -5 5 7 |
23061 |
- |
|||||
| 3 |
Віргінільні |
7-12 |
4617 |
||||||
| 4 |
Генеративні 1 |
12 - 13 |
2612 |
2,14 |
|||||
| 5 |
Генеративні 2 |
13 - 20 |
692 |
10,754 |
|||||
| 6 |
Генеративні 3 |
20 - 50 |
391 |
14,84 |
|||||
| 7 |
Субсенільні |
50 - 85 |
64 |
3,44 |
|||||
| 8 |
Сенільні |
85 - 100 |
14 |
_ |
|||||
| ЕГПхІх |
Розрахуйте коефіцієнт репродукції (R0), середній час генерації (Т), швидкість росту () та оцініть вікову структуру (С x).
С x = x l x / x l x
Популяції рачка в 1959 і 1960 р. характеризувалися такими показниками (табл.№3).
Таблиця №3.
Показники зміни популяції рачка 1959-1960 рр.
| № п/п 1959 |
x |
n x |
lx |
d x |
q x |
mх |
mх lx |
Х mх lx |
|
Сх |
| 1 |
0 |
1,0 |
0 |
|||||||
| 2 |
1 |
0,0000620 |
460 |
|||||||
| 3 |
2 |
0,0000340 |
870 |
|||||||
| 4 |
3 |
0,0000200 |
11600 |
|||||||
| 5 |
4 |
0.0000155 |
12700 |
|||||||
| 6 |
5 |
0,0000110 |
12700 |
|||||||
| 7 |
6 |
0,0000065 |
12700 |
|||||||
| 8 |
7 |
0,0000020 |
12700 |
|||||||
| 9 |
8 |
0,0000020 |
12700 |
|||||||
| 10 |
mх lx |
хmх lx |
||||||||
| № п/п 1960 |
x |
n x |
lx |
d x |
q x |
mх |
mх lx |
хmх lx |
Сх |
|
| 1. |
0 |
1,0 |
0 |
|||||||
| 2. |
1 |
0,0000640 |
460 |
|||||||
| 3. |
2 |
0,0000290 |
870 |
|||||||
| 4. |
3 |
0,0000190 |
11600 |
|||||||
| 5. |
4 |
0,0000090 |
12700 |
|||||||
| 6. |
5 |
0,0000045 |
12700 |
|||||||
| 7. |
mх lx |
хmх lx |
Розрахуйте коефіцієнт репродукції (R0), середній час генерації (Т), швидкість росту (А) та оцініть вікову структуру (Сx). Порівняйте ці показники за два роки і зробіть висновки. (табл. № 4).
Таблиця № 4
Життя та дітонародження людей в країнах Південної Азії
| № п/п |
x |
lx |
d x |
q x |
mх |
mх lx |
хmх lx |
С X |
|||
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
| 1 |
0-1 |
0,42 |
0 |
||||||||
| 2 |
1-5 |
0,74 |
0 |
||||||||
| 3 |
6-10 |
0,78 |
0 |
||||||||
| 4 |
11-15 |
0,86 |
0,42 |
||||||||
| 5 |
16-20 |
0,90 |
2,10 |
||||||||
| 6 |
21-25 |
0,92 |
2,84 |
||||||||
| 7 |
26-30 |
0,93 |
1,73 |
|
|||||||
| 8 |
31-35 |
0,95 |
0,34 |
||||||||
| 9 |
36-40 |
0,95 |
0,24 |
||||||||
| 10 |
41-45 |
0,84 |
0,18 |
||||||||
| 11 |
46-50 |
0,74 |
0,02 |
||||||||
| 12 |
51 |
0,52 |
0,01-0 |
Розрахуйте коефіцієнт репродукції (R0), середній час генерації (Т), швидкість росту (А) та оцініть вікову структуру (Сx) (табл.№ 4) Побудуйте графіки питомого виживання (1Х), кількості дочок, що народила жінка, питомої народжуваності (mх lx).
Протягом трьох сезонів в морі виловлювали дельфінів різного віку (табл. № 5).
Таблиця № 5.
Вікова структура популяції дельфінів
| № п/п |
x |
nх |
lx |
d x |
q x |
mх |
mх lx |
хmх lx |
С x |
|
| 1 |
0 |
115 |
1.0 |
90 |
0.78 |
0 |
||||
| 2 |
1 |
25 |
0.217 |
6 |
0.24 |
3 |
||||
| 3 |
2 |
19 |
0.165 |
7 |
0.37 |
2 |
||||
| 4 |
3 |
12 |
0.104 |
10 |
0.83 |
3 |
||||
| 5 |
4 |
2 |
0.017 |
1 |
0.50 |
1 |
||||
| 6 |
5 |
1 |
0.009 |
1 |
1.0 |
- |
||||
| 7 |
6 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
||||
| mх lx |
хmх lx |
Розрахуйте число нащадків на кожну самку (R0), середній час генерації (Т), швидкість росту () та оцініть вікову структуру (С x).
Розрахуйте коефіцієнт репродукції (R0), середній час генерації (Т), швидкість росту () та оцініть вікову структуру (С x) (табл. № 6). Побудуйте графіки питомого вживання (lx), кількості дочок, що народила жінка питомої народжуваності (mх lx).
Таблиця № 6
.Життя та дітонародження людей в країнах Західної Європи 1989 р.
| № п/п |
x |
lx |
d x |
q x |
mх |
mх lx |
хmх lx |
С x |
|||
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
| 1 |
0-9 |
0,9895 |
0 |
||||||||
| 2 |
10-14 |
0,9879 |
0,0020 |
||||||||
| 3 |
15-19 |
0,9861 |
0,1233 |
||||||||
| 4 |
20-24 |
0,9834 |
0,2639 |
||||||||
| 5 |
25-29 |
0,9802 |
0,2772 |
||||||||
| 6 |
30-34 |
0,9765 |
0,1808 |
||||||||
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
8 |
9 |
10 |
||
| 7 |
35-39 |
0,9712 |
0,0630 |
||||||||
| 8 |
40-44 |
0,9643 |
0,0125 |
||||||||
| 9 |
45-49 |
0,9528 |
0,0005 |
||||||||
| 10 |
50 і більше |
0 |
|||||||||
| mх lx |
хmх lx |
Згідно з публікацією в газеті Факти і коментарі за 06.03.1999 р на 01.01.1999 р. чисельність населення України становила 50,1 млн. чол. Який темп росту популяції (г), якщо за рік чисельність скоротилась на 400 тис. чол..? Даними якого року оперує програма ТВ 1 + 1, коли вказує чисельність 52 млн., якщо вважати темп росту популяції стабільним? Через скільки років населення України може скоротитися вдвічі? Які при цьому можливі демографічні процеси?
Визначте час, протягом якого подвоїться чисельність людської популяції (дані 1991 р.) в наведених вище країнах (табл. № 7).
Nt/t = rN0; 2N0/t = rN0; 2N0 = rt N0; t = 2/r
Таблиця № 7.
Темпи росту людської популяції в деяких країнах
| Країна |
Темп росту популяції |
| Гана |
0,031 |
| Півд. Африка |
0,024 |
| Канада |
0,006 |
| Аргентина |
0,012 |
| Англія |
0,002 |
| Ірландія |
0,005 |
| Угорщина |
-0,002 |
Контрольні питання:
1. Що таке питома народжуваність (mх lx)?
2. Що таке чиста швидкість розмноження (R0 )?
3. Що таке середній час генерації (Т)?
4. Що таке швидкість росту популяції ()?