Практическое занятие 2 Популяции. Темы для самостоятельного изучения Эволюция биосферы [5] Учение о ноосфере [3] - презентация

1 Практическое занятие 2 Популяции

2 Темы для самостоятельного изучения Эволюция биосферы [5] Учение о ноосфере [3]

3 Популяция – это совокупность особей одного вида, способная к самовоспроизведению, более или менее изолированная в пространстве и во времени от других аналогичных совокупностей одного и того же вида. Популяция является основным элементом каждой экосистемы. Количественные характеристики популяций: статические и динамические

4 Популяции Статические показатели Численность популяции – это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Плотность популяции – число особей, приходящихся на единицу занимаемого пространства (кол-во чел/км 2 ) Показатели структуры – возрастная, половая, размерная структуры

5 Популяции Статические показатели. Возрастная структура. 1. Предрепродуктивная (молодые особи) 2. Репродуктивная (взрослые особи) 3. Пострепродуктивная (старые особи)

6 Популяции Динамические показатели Рождаемость – это число особей ΔN n, родившихся в популяции за некоторый промежуток времени (Δt): Р = ΔN n /Δt Удельная рождаемость – отношение рождаемости к исходной численности N b = Р/ N = ΔN n /NΔt

7 Популяции Динамические показатели Смертность – это число особей ΔN m, погибших в популяции за некоторый промежуток времени Δt: С = ΔN m /Δt Удельная смертность – отношение смертности к исходной численности: d = С/ N = ΔN m /NΔt

8 Популяции Динамические показатели Скорость изменения численности популяции: ΔN/Δt Удельная скорость изменения численности: r = b – d b = d, то r = 0 стационарное состояние b > d, то r > 0 рост популяции b < d, то r < 0 снижение численности

9 Задача 1. « Возрастная структура популяции» В одном из степных заповедников на площади 250 га насчитывалось 370 особей сурков-байбаков, распределенных по возрасту следующим образом: новорожденных – 118, годовалых – 49, двухлетних – 50, трехлетних и старше – 153. Спустя два года на участке было 488 особей, и среди них новорожденных – 122, годовалых – 83, двухгодовалых – 78, остальные – старше. Вопрос: Начертите возрастную пирамиду популяции. Изменилась ли возрастная структура популяции? Какова смертность молодых особей за этот период?

10 Задача 2. «Половая структура популяции » На рис. 1 показано процентное соотношение численности половозрелых самцов и самок различного возраста в популяции травяной лягушки.

11 Задача 2. «Половая структура популяции » Вопрос: Изучив рисунок, сравните скорость полового созревания самцов и самок. Объясните различия в соотношении полов половозрелых особей разных возрастов. В каком возрасте, преимущественно, особи травяной лягушки достигают половой зрелости?

12 Задача 3. «Прирост популяции» Емкость среды (К) для популяции обыкновенной белки составляет 5000 особей. Максимальная численность выводков обыкновенной белки – 7 детенышей (при N = K/2), минимальная – 3 детеныша (при 3750 N < 5000). Смертность популяции (d) составляет при N < 1250 d = 5 %, при 1250 N < 2500 d = 25 %, при 2500 N < 3750 d = 50 %, при 3750 N < 5000 d = 75 %. Вопрос: Определить абсолютный и удельный (на 1 особь) прирост популяции при ее численности (N): а) 1000 особей; б) 2000 особей; в) 3000 особей; г) 4000 особей; д) 5000 особей.

13 Типы кривых выживания: 1. Кривая I типа – сильно выпуклая кривая, характерна для видов, у которых на протяжении всей жизни смертность мала и резко возрастает в конце жизни (дрозофила, человек). 2. Кривая III типа – сильно вогнутая кривая, характерна для видов у которых смертность относительно постоянна в течение всей жизни. Причина смети случай и особи гибнут до начала старения. высокой смертностью в начальный период жизни (устрица, растения, размножающиеся благодаря рассеинию большого количесвта числа семян.) интересно что кривыя выживаемости стакана в столов будет выгляжеть также. Крутизна начальной части кривой будет говорить о меньшей или большей смертности момлодых особей. 3. Кривая II типа (диагональная) характерна для видов, у которых смертность остается примерно постоянной в течение всей жизни (гидра, рыбы, птицы).

14 Популяции Кривые выживания

15 Задача 4. «Выживаемость особей в популяции» В табл. приведены данные о выживании усоногого ракообразного Balanus glandula. На основании этих данных постройте кривую выживания этого вида. Таблица. Выживаемость Balanus glandula в зависимости от возраста (по: Грин, Стаут, Тейлор, 1990)

16 Задача 4. «Выживаемость особей в популяции» Вопрос: В каком возрасте выживаемость данного вида максимальна? Средняя Продолжительность жизни возраст, которого в среднем достигают особи данной выборки, т. е. частное от деления суммы возрастов на число особей.

17 Зависимость роста популяции от плотности

18

19 Задача 5. «Эффект группы» На рис. 2 приведены результаты эксперимента по изучению выживаемости личиночной стадии (головастиков) остромордой лягушки по одиночке и в группах с разным уровнем популяции до момента метаморфоза – превращения в молодых лягушат-сеголеток. Оптимальная плотность населения головастиков составляет 1 особь на 0,6 л. воды.

20 Задача 5. «Эффект группы» Рис. 2. Выживаемость головастиков остромордой лягушки при различных уровнях плотности населения (по Северцову, 1999): 1 – «одиночки» с плотностью 1 ос./0,6 л.; 2 – группа с плотностью 3 ос./0,6 л.; 3 – группа с плотностью 1 ос./0,13 л. Вопрос: С чем, по Вашему мнению, связана более высокая выживаемость при метаморфозе головастиков с плотностью населения 3 ос./0,6 л. воды при их выращивании в группе? Почему выживаемость снижается при увеличении плотности популяции?

21 Популяции Динамика популяций J-образная кривая роста численности (экспоненциальная) S-образная кривая роста численности (логистическая)

22 Задача 6. Исследование динамики численности популяций растений

23 Вопрос: В соответствии с данными своего варианта построить график зависимости численности популяции от времени, построить график в логарифмических координатах, определить r. Для каких популяций константа скорости больше и что это означает?

24 Задача 7. «Анализ динамики численности некоторых охотничьих животных на территории региона» По данным табл. 2 постройте следующие графики колебания численности охотничьих животных Белгородской области по годам: рис. 1 – для каждого вида животных; рис. 2 – для совокупности крупных хищников и совокупности их потенциальных жертв; рис. 3 – для совокупности некрупных хищников и совокупности их потенциальных жертв.

25 Задача 7. «Анализ динамики численности некоторых охотничьих животных на территории региона» Таблица 2 Численность охотничьих животных на территории Белгородской области (Состояние окружающей среды и использования природных ресурсов в Белгородской области в 2002 году, 2003)

26 Обоснуйте выбранную группировку видов по системам «совокупность крупных хищников – совокупность их потенциальных жертв», «совокупность некрупных хищников – совокупность их потенциальных жертв». Проведите частный и сопоставительный анализ кривых динамики численности отдельных видов и групп видов животных. Определите долю численности каждого вида рассмотренных охотничьих животных в их общей численности. Качественно оцените долю рассмотренных видов консументов первого порядка в рационе представленных хищных видов. Обоснуйте полученные наблюдения, сделайте выводы. Примечание. Пояснить способы отображения и сопоставления на едином графике динамики численности, характеризующейся большим разбросом значений для разных животных (прерывистые шкалы, несколько осей ординат, логарифмирование исходных данных).

27 Задача 8. На момент организации заповедного участка «Лысые горы» в 1993 г. на его территории площадью 170 га было отмечен 1 выводок обыкновенной лисицы. Через 5 лет ее численность увеличилась до особей. Еще через 5 лет количество лисиц уменьшилось до 6-8 особей и стабилизировалось на этом уровне. Вопрос: Объясните, почему сначала численность лисиц резко возросла, а позже упала и стабилизировалась?

28 Задача 9. В охотничьем хозяйстве обитало зайцев и 3400 лис (Жердев, Успенский, Дорогань, 2001). Каждая пара лис в год приносит 7 детенышей, каждая пара зайцев – 12 детенышей. Как будет изменяться численность животных в течение шести лет, если учесть, что каждая лиса добывает за год 20 зайцев? До какого уровня возможно сокращение популяции зайцев, чтобы поддерживать численность популяции лис на исходном уровне?