Лабораторная работа №5 Письменно выполните задания к лабораторной работе

Занятие 5 Статические характеристики

популяции и их значение

Цель занятия: получить представление о популяции как живой системе. Рассмотреть основные характеристики популяций животных и растений. Получить навыки определения плотности популяции, ее прогноза, типа пространственной структуры популяций.

Теоретические сведения

Популяция – это совокупность особей одного вида, обитающих на общей территории и характеризующихся общностью морфобиогенетического типа. Популяцию характеризуют  рядом признаков: рождаемость, смертность, возрастная структура, распределение в пространстве, выживаемость,  кривая роста, численность и др. Популяция, как элементарная биосферная единица жизни, оказывается первым акцептором, воспринимающим все многообразие внешних воздействий.  Популяция - эта реальная биологическая единица, в форме которой существуют виды растений, микроорганизмов и животных. Каждая популяция может быть охарактеризована набором определенных атрибутов -  популяционных параметров, называемых также статическими показателями. Основные из них следующие:

ü   численность -  общее количество  особей, которое содержится в данной популяции;

ü   плотность - количество особей, приходящееся на единицу территории или единицу объема пространства, занимаемого популяцией;

ü   возрастная структура - соотношение возрастных групп в популяции;

ü   половая структура - соотношение полов в популяции;

ü   пространственная структура, состоящая в особенностях расположения особей по площади.

Учет численности крупных животных может проводиться различными способами. Распространение получил метод отлова, который заключается в том, что отловленные особи помечаются и выпускаются. Затем через некоторое время (несколько дней или недель) проводится повторный отлов. Учитываются показатели: а – общее число меченых особей;   b – число отловленных в ловушки особей в определенное время;  r – число повторно отловленных меченных ранее особей; N – численность популяции. Расчет численности производится по формуле: N = a × b : r

Популяции состоят из особей разного возраста, все особи одного возраста составляют соответствующую возрастную группу, которые в демографии называются когортами. На основе данных о возрастной структуре популяций строятся демографические таблицы, которые содержат важную для экологического анализа информацию о выживаемости, смертности, ожидаемой продолжительности жизни особей данной популяции. Как было сказано выше, в популяции реализуется принцип территориальности: все особи и их группы обладают индивидуальным и групповым пространством, возникающим в результате активного физико-химического и поведенческого разобщения. Оно часто сочетается с агрегацией, группировкой особей, которая усиливает конкуренцию между индивидами, но способствует выживанию группы в целом. Так, например, у животных образуются стаи, стада, колонии и другие объединения особей, благодаря чему достигаются различные защитные эффекты. Различают следующие типы пространственного распределения особей в популяциях:

ü   равномерный (регулярный);

ü   диффузный (случайный);

ü   агрегированный (групповой, мозаичный).

Равномерный тип распределения в идеале характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних; величина расстояния между особями соответствует порогу, за которым начинается взаимное угнетение. Диффузный тип распределения при нем особи распределены в пространстве неравномерно, случайно. В этом случае расстояние между особями неодинаковы, что определяется, с одной стороны, вероятностными процессами, а с другой – определенной степенью неоднородностью среды. Агрегированный тип распределения выражается в образовании группировок особей, между которыми остаются достаточно большие незаселенные территории. Это связано либо с резкой неоднородностью среды, либо с выраженной социальной структурой, действующей на основе активного сближения особей.

Задания к лабораторной работе

Задание 1. Решите задачи:

1.           Оценка  численности популяций белки обыкновенной в разных лесных экосистемах проводилась методом отлова в ловушки. Отловленные особи помечались и выпускались. Используя данные таблицы  8, произведите расчет и сделайте вывод.

Таблица 8 –  Данные отлова в лесных экосистемах белки обыкновенной (Казенс Д, 1982)

2. Чтобы оценить численность форели озерной (Salmo trutta m. lacustris) в небольшом озере, был проведен контрольный отлов, при котором в сети попали 625 особей. Все они были помечены и выпущены обратно. Через три недели повторным отловом поймано 873 половозрелые форели, из которых 98 имели метки. Определите общую численность популяции форели в данном водоеме.

Задание 2. Пользуясь данными таблицы 8, постройте диаграммы возрастных спектров хохлаток в разных сообществах. Определите тип популяций.

Ключ возрастного состава растений:

p – проростки, сохраняющие связь с семенами;

j – ювенильные растения, утратившие связь с семенами, молодые, внешне отличаются от взрослых представителей вида;

im – имматурные растения, молодые, типичного для вида строения;

v –  виргильные растения, молодые, еще не приступившие к цветению;

g – генеративные, цветущие и плодоносящие растения;

s – сенильные растения – старые, ослабленные. Не цветут, размножение вегетативное.

Таблица 8 – Возрастные группы хохлаток в различных лесных биоценозах

Задание 3. На одном из участков растения кормового злака – полевицы тонкой распределились по возрастному состоянию следующим образом: проростки 73, молодые – 9, взрослые плодоносящие – 16, старые – 2. Через 4 года возрастной состав полевицы на этом участке был соответственно 0, 3, 30 и 60. Постройте диаграммы возрастной структуры и проанализируйте их. Как изменилась популяция за этот период? К какому типу ее можно отнести и что можно сказать о будущем состоянии этой популяции?

Задание 4. Средняя плотность населения в России 8,7 чел. на км². Рассчитайте плотность населения Пензенской области, если площадь 43,2 тыс. км², а численность населения 1523 тыс. чел. Сравните этот показатель с общероссийским.

Задание 5. Рассмотрите рисунок 15 и определите типы пространственного распределения особей, изображенные на них. Зарисуйте изображения и сделайте соответствующие обозначения. Приведите примеры.

Рисунок 15 – Типы пространственного распределения особей в популяциях:  а –…; б –…;  в –….

Задание 6. Обдумайте, можно ли считать популяциями приведенные ниже примеры и почему. Ответы запишите в тетрадь.

-      стаю грачей;

-      стадо антилоп;

-      карасей, населяющих небольшой пруд;

-      высаженные на фермерском поле овощи;

-      всех птиц, населяющих городской парк;

-      население большого города;

-      семью;

-      птичий базар;

-      обитателей муравейника;

-      стаю волков;

-      прайд львов.

Контрольные вопросы

1.    Что общего и в чем разница между популяциями животных и популяциями растений?

2.    Можно ли составить прогноз будущего той или иной популяции, располагая данными о ее возрастной и половой структуре?

3.    О чем свидетельствует определенный тип пространственного распределения особей на территории? Как влияет степень социализации вида на распределение особей?