Еколози проучавају како организми комуницирају са својим окружењем на земљи. Екологија становништва је специјализованије поље проучавања како и зашто се популације тих организама временом мењају.
Како људска популација расте у 21. веку, информације прикупљене из екологије становништва могу помоћи у планирању. Такође може помоћи у напорима за очување других врста.
Дефиниција екологије становништва
У популационе биологије, термин Популација односи се на групу припадника врсте која живи на истом подручју.
Дефиниција екологија становништва је студија о томе како различити фактори утичу на раст становништва, стопе преживљавања и репродукције и ризик од изумирања.
Карактеристике екологије становништва
Еколози користе различите изразе када разумеју и расправљају о популацијама организама. Популација је једна врста врста која живи на одређеном месту. Број становника представља укупан број јединки у станишту. Густина насељености односи се на то колико појединаца борави у одређеном подручју.
Број становника
представљено је словом Н и једнако је укупном броју јединки у популацији. Што је већа популација, то су веће њене генеричке варијације, а тиме и потенцијал за дугорочно преживљавање. Повећана величина становништва може, међутим, довести до других проблема, као што је прекомерно коришћење ресурса што доводи до пада становништва.Густина насељености односи се на број појединаца у одређеном подручју. Подручје мале густине имало би више организама раширених. Подручја високе густине имала би више појединаца који живе ближе заједно, што би довело до веће конкуренције ресурса.
Дисперзија становништва: Даје корисне информације о томе како врсте међусобно комуницирају. Истраживачи могу сазнати више о популацијама проучавајући њихов начин на који су распоређени или распршени.
Расподјела популације описује како су јединке врсте раширене, било да живе у непосредној близини или су међусобно удаљене или групиране у групе.
- Униформна дисперзија односи се на организме који живе на одређеној територији. Један од примера били би пингвини. Пингвини живе на територијама, а на тим територијама се птице размештају релативно једнолико.
- Случајна дисперзија односи се на ширење јединки попут семена распршеног ветром, које случајно падају након путовања.
- Скупљена или скупљена дисперзија односи се на равну кап семена на земљу, а не на ношење, или на групе животиња које живе заједно, попут стада или школа. Јата риба показују овај начин распршивања.
Како се израчунавају величина и густина становништва
Квадратна метода: У идеалном случају, величина популације би се могла утврдити бројањем сваког појединца у станишту. То је у многим случајевима крајње непрактично, ако не и немогуће, па еколози често морају екстраполирати такве информације.
У случају врло малих организама, успорених покрета, биљака или других покретних организама, научници скенирају употребу онога што се назива квадрата (не "квадрант"; забележите правопис). Квадрат подразумева обележавање квадрата исте величине унутар станишта. Често се користе жица и дрво. Тада истраживачи могу лакше да броје појединце у квадрату.
Различити квадрати се могу сместити у различита подручја тако да истраживачи добијају случајне узорке. Подаци прикупљени пребројавањем јединки у квадратима се затим користе за екстраполацију величине популације.
Означи и поново ухвати: Очигледно да квадрат неће радити за животиње које се много крећу у круг. Дакле, да би утврдили величину популације покретнијих организама, научници користе методу тзв обележити и поново заузети.
У овом сценарију појединачне животиње се хватају и затим обележавају ознаком, траком, бојом или нечим сличним. Животиња се пушта назад у своје окружење. Затим се касније ухвати још један скуп животиња, а тај скуп може обухватати оне већ означене, као и необележене животиње.
Резултат хватања и обележених и необележених животиња даје истраживачима однос за употребу и на основу тога могу израчунати процењену величину популације.
Пример ове методе је онај калифорнијског кондора, у којем су јединке ухваћене и означене да прате величину популације ове угрожене врсте. Ова метода није идеална због различитих фактора, па модерније методе укључују радио праћење животиња.
Теорија екологије становништва
Тхомас Малтхус, који је објавио есеј који описује однос становништва према природним ресурсима, формирао је најранију теорију становништва екологија. Цхарлес Дарвин је ово проширио својим концептима „преживљавања најспособнијих“.
У својој историји, екологија се ослањала на концепте других поља проучавања. Један научник, Алфред Јамес Лотка, променио је ток науке када је осмислио почетке екологије становништва. Лотка је тражио формирање новог поља „физичке биологије“ у које је укључио системски приступ проучавању односа између организама и њихове околине.
Биостатист Раимонд Пеарл примио је на знање Лоткин рад и сарађивао са њим на дискусији о интеракцијама предатора и плена.
Вито Волтерра, италијански математичар, почео је да анализира односе предатора и плена 1920-их. То би довело до онога што се звало Лотка-Волтерра једначине која је послужила као одскочна даска за математичку екологију становништва.
Аустралијски ентомолог А.Ј. Ницхолсон је водио рана поља проучавања фактора морталитета зависних од густине. Х.Г. Андревартха и Л.Ц. Бирцх би даље описао како на популацију утичу абиотски фактори. Лоткин системски приступ екологији још увек утиче на поље до данас.
Стопа раста становништва и примери
Раст популације одражава промену броја јединки током одређеног временског периода. На стопу раста становништва утичу стопе наталитета и смртности, које су заузврат повезане са ресурсима у њиховом окружењу или спољним факторима као што су клима и катастрофе. Смањени ресурси довешће до смањеног раста становништва. Логистички раст односи се на раст становништва када су ресурси ограничени.
Када се величина популације сусретне са неограниченим ресурсима, она врло брзо расте. Ово се зове експоненцијални раст. На пример, бактерије ће експоненцијално расти када им се омогући приступ неограниченим храњивим састојцима. Међутим, такав раст се не може одржавати у недоглед.
Ниво засићености: Будући да стварни свет не нуди неограничене ресурсе, број појединаца у растућој популацији на крају ће достићи тачку када ресурси постану све ређи. Тада ће се стопа раста успорити и изравнати.
Једном када популација достигне ову тачку изравнавања, сматра се највећом популацијом коју животна средина може да одржи. Термин за ову појаву је ниво засићености. Слово К представља носивост.
Стопа раста, наталитета и смртности: За раст људске популације, истраживачи већ дуго користе демографију за проучавање промена становништва током времена. Такве промене су резултат наталитета и стопе смртности.
На пример, већа популација довела би до већег наталитета само због више потенцијалних партнера. Међутим, ово такође може довести до веће стопе смртности од конкуренције и других променљивих као што је болест.
Становништво остаје стабилно када су стопе наталитета и смртности једнаке. Када је наталитет већи од стопе смртности, популација се повећава. Када стопа смртности надмаши наталитет, становништво опада. Међутим, овај пример не узима у обзир имиграцију и емиграцију.
Очекивано трајање живота такође игра улогу у демографија. Када појединци живе дуже, они такође утичу на ресурсе, здравље и друге факторе.
Ограничавајући фактори: Еколози проучавају факторе који ограничавају раст становништва. Ово им помаже да разумеју промене у којима популација пролази. Такође им помаже у предвиђању потенцијалне будућности становништва.
Ресурси у животној средини су примери ограничавајућих фактора. На пример, биљкама је потребна одређена количина воде, хранљивих састојака и сунчеве светлости на неком подручју. Животињама је потребна храна, вода, склониште, приступ супружницима и сигурна подручја за гнежђење.
Регулација становништва зависна од густине: Када популациони еколози разговарају о расту популације, то је кроз сочиво фактора који зависе од густине или не зависе од густине.
Регулација становништва зависна од густине описује сценарио у којем густина популације утиче на стопу раста и морталитет. Регулација зависна од густине има тенденцију да буде више биотична.
На пример, конкуренција унутар и између врста за ресурсе, болести, грабежљивост и накупљање отпада сви представљају факторе који зависе од густине. Густина расположивог плена такође би утицала на популацију предатора, узрокујући њихово кретање или потенцијално умирање од глади.
Регулација становништва неовисна о густини: У супротности, регулација становништва независна од густине односи се на природне (физичке или хемијске) факторе који утичу на стопе смртности. Другим речима, на смртност се утиче без узимања у обзир густине.
Ови фактори су обично катастрофални, као што су природне катастрофе (нпр. Шумски пожари и земљотреси). Загађењемеђутим, фактор је који је човек створио независан од густине и који утиче на многе врсте. Климатска криза је још један пример.
Популацијски циклуси: Популације се циклично повећавају и смањују у зависности од ресурса и конкуренције у животној средини. Пример би могли бити лучки фокови, погођени загађењем и прекомерним риболовом. Смањен плен печата доводи до повећане смрти печата. Ако би се број рођених повећао, та величина становништва остала би стабилна. Али ако би њихова смрт надмашила број рођених, популација би се смањила.
Као што климатске промене наставља да утиче на природне популације, употреба популационих биолошких модела постаје све важнија. Много аспеката популационе екологије помажу научницима да боље разумеју како организми делују и помажу у стратегијама за управљање врстама, њихово очување и заштиту.