أنماط النمو السكاني في النظام البيئي

تؤثر العديد من العوامل على أنماط النمو السكاني ، ولكن أحد العوامل هو معدل النمو الجوهري للأنواع. معدل المواليد مطروحًا منه معدل الوفيات مع عدم وجود قيود بيئية يحدد معدل النمو الجوهري للأنواع. داخل النظام البيئي ، ومع ذلك ، تؤثر حدود الموارد والافتراس أيضًا على النمو السكاني. هناك أربعة أنماط رئيسية للنمو السكاني: نمط J ، والنمو اللوجستي ، والتقلب الزمني ، والتفاعل بين المفترس والفريسة. نادرًا ما يستمر النمو السكاني للنمط J حيث تفرض القيود الطبيعية في النهاية واحدًا أو أكثر من الأنماط الثلاثة الأخرى للتغير السكاني على الأنواع.

السكان الذين لديهم موارد غير محدودة ، بدون منافسة ولا افتراس يعرضون نموًا سكانيًا على شكل J. يُعرف أيضًا باسم النمو الأسي ، يبدأ النمو السكاني ببطء عندما يكون هناك عدد قليل من الأفراد ثم يزداد بسرعة بمعدل نمو جوهري. سرعان ما يصبح معدل النمو عموديًا تقريبًا. في حين أن هذا يمكن أن يحدث بعد انخفاض عدد السكان بسبب الحريق أو المرض ، إلا أن النمو السكاني على شكل J يحدث بشكل غير منتظم في معظم الأنواع الكبيرة. مرة أخرى يحدث فيها النمو على شكل حرف J هي عندما ينتقل نوع ما إلى بيئة جديدة حيث لا توجد منافسة أو افتراس. يوضح نمط نمو الأنواع الغازية ، مثل حفار الرماد الزمردي والكارب الآسيوي ، نموًا على شكل حرف J. في العادة ، لا يمكن الحفاظ على النمو السكاني على شكل حرف J لفترة طويلة ، وفي النهاية يتم تقييده بالموارد أو المنافسة.

السكان المقيدة بالموارد أو المنافسة لديهم أنماط نمو لوجستي. يبدأ النمو السكاني ببطء وله مرحلة أسية ، مماثلة للنمو على شكل حرف J ، ولكن يجب أن يتنافس على الموارد ولا يصل أبدًا إلى معدل النمو الجوهري. في النهاية ، يتناقص معدل النمو إلى حالة ثابتة عندما لا تستطيع البيئة دعم المزيد من الأفراد من النوع. هذه الحالة المستقرة هي القدرة الاستيعابية للبيئة. في بعض الأحيان يتجاوز السكان الحد الأقصى من القدرة الاستيعابية مما يؤدي إلى الموت السريع ، عادة بسبب الجوع. ينخفض ​​عدد السكان إلى ما دون القدرة الاستيعابية ، ثم يتعافى ببطء إلى القدرة الاستيعابية. يمكن أن تستمر تقلبات النمو السكاني لبعض الوقت ، خاصة إذا تغيرت القدرة الاستيعابية نفسها.

التغيرات الموسمية لها تأثيرات كبيرة على بعض الأنواع قصيرة العمر مثل الدياتومات والطحالب. بعض الأنواع لديها رشقات كبيرة في النمو السكاني الموسمي. بمجرد أن تتحرر الظروف من الافتراس ، يتسبب نمو الطحالب السريع في تكاثر الطحالب. الأنواع الأخرى تعاني من قمع السكان الموسمي عندما يضرب الطقس البارد. تعاني الدياتومات في بحيرات المياه العذبة من موت السكان في الطقس البارد. أنواع المشطورة ذات معدلات النمو الجوهرية السريعة لها في البداية معدل نمو سكاني أسي ، ولكن في نهاية المطاف ، تحل أنواع الدياتومات المتكاثرة البطيئة محل الأنواع الأسرع نموًا عند درجات الحرارة دافئ. تبريد درجات الحرارة المنخفضة يمنع الدياتومات المتزايدة الأبطأ من القضاء تمامًا على المنافسة. تُظهر أنماط نمو الدياتوم سريعة النمو هذه نموًا سريعًا إلى أعداد كبيرة ، وتراجعًا بطيئًا إلى أعداد منخفضة ، وزيادة في النمو السكاني في الانخفاض يتبعها موت شتوي. إن القدرة الاستيعابية للنظام البيئي في حالة تغير مستمر لهذه الكائنات مع تباين ناتج في الاستجابة العددية للأنواع.

أحد أكثر نماذج النمو السكاني التي تمت دراستها هو المكان الذي تتأرجح فيه الحيوانات المفترسة والفرائس معًا ؛ دائمًا ما يتخلف نمو أعداد الحيوانات المفترسة عن نمو أعداد الفرائس. هذا النمط المتذبذب هو نموذج Lotka-Volterra. في هذه النظم البيئية ، تتحكم الاستجابة العددية الناتجة عن الافتراس في النمو السكاني للفريسة بدلاً من الموارد الشحيحة التي تحد من النمو السكاني للفريسة. بعد انخفاض أعداد الفرائس ، ينخفض ​​عدد الحيوانات المفترسة أيضًا ؛ ثم تنمو أعداد الفريسة أضعافا مضاعفة حتى تنتعش أعداد الحيوانات المفترسة. في هذه النماذج ، تعمل الأمراض والطفيليات كحيوانات مفترسة لأنها تزيد من معدل وفيات الفريسة.