Модели роста населения в экосистеме

На модели роста популяции влияют многие факторы, но одним из них является собственная скорость роста вида. Коэффициент рождаемости за вычетом смертности без ограничений по окружающей среде определяет внутреннюю скорость роста вида. Однако внутри экосистемы ограничения ресурсов и хищничество также влияют на рост популяции. Существует четыре основных модели роста популяции: J-образный, логистический рост, временные колебания и взаимодействие хищник-жертва. Рост популяции по J-образной модели редко сохраняется, поскольку естественные ограничения в конечном итоге накладывают на вид один или несколько из трех других моделей изменения популяции.

Население с неограниченными ресурсами, без конкуренции и без хищников демонстрирует J-образный рост населения. Также известный как экспоненциальный рост, рост популяции начинается медленно, когда особей мало, а затем быстро увеличивается с присущей ему скоростью роста. Скорость роста вскоре становится почти вертикальной. Хотя это может произойти после резкого сокращения популяции из-за пожара или болезни, J-образный рост популяции происходит нечасто у большинства макро-видов. Другой раз, когда J-образный рост происходит, это когда вид перемещается в новую среду, где нет конкуренции или хищников. Характер роста инвазивных видов, таких как ясенник изумрудный и азиатский карп, демонстрирует J-образный рост популяции. Обычно J-образный рост населения не может поддерживаться долго, и в конечном итоге он ограничивается ресурсами или конкуренцией.

У населения, ограниченного ресурсами или конкуренцией, есть модели логистического роста. Рост населения начинается медленно и имеет экспоненциальную фазу, похожую на J-образный рост, но он должен конкурировать за ресурсы и никогда не достигает своей внутренней скорости роста. В конце концов, скорость роста снижается до устойчивого состояния, когда окружающая среда больше не может поддерживать особей этого вида. Это устойчивое состояние - это несущая способность окружающей среды. Иногда популяция превышает максимальную вместимость, что приводит к быстрой гибели, обычно из-за голода. Население падает ниже допустимой, а затем медленно восстанавливается до максимальной. Эти колебания прироста населения могут продолжаться некоторое время, особенно если изменяется сама пропускная способность.

Сезонные изменения сильно влияют на некоторые недолговечные виды, такие как диатомовые водоросли и водоросли. У некоторых видов наблюдаются большие сезонные всплески роста популяции. После того, как обстоятельства освободили от хищников, быстрый рост водорослей вызывает их цветение. Другие виды страдают от сезонного сокращения численности популяции при наступлении холодов. Диатомовые водоросли в пресноводных озерах страдают от гибели населения в холодную погоду. Виды диатомовых водорослей с быстрыми внутренними темпами роста изначально имеют экспоненциальную скорость роста популяции, но медленно размножающиеся виды диатомовых водорослей в конечном итоге заменяют более быстрорастущие виды, когда температура теплый. Низкие низкие температуры не позволяют более медленно растущим диатомовым водорослям полностью исключить конкуренцию. Модели роста этих быстрорастущих диатомовых водорослей показывают быстрый рост до высоких показателей, медленный спад до низких показателей, осенний рост популяции с последующим зимним отмиранием. Емкость экосистемы для этих организмов постоянно меняется, что приводит к изменению численной реакции видов.

Одна из наиболее изученных моделей роста популяции - это когда популяции хищников и жертв колеблются вместе; рост популяции хищников почти всегда отстает от роста популяции жертв. Этот колебательный паттерн представляет собой модель Лотки-Вольтерры. В этих экосистемах численная реакция, вызванная хищничеством, контролирует рост популяции жертвы, а не ограниченные ресурсы, ограничивающие рост популяции жертвы. После того, как популяция жертв уменьшается, уменьшается и популяция хищников; популяция жертвы затем растет экспоненциально, пока не восстановится популяция хищников. В этих моделях болезни и паразиты действуют как хищники, потому что они увеличивают смертность жертвы.