РЕПРОДУКТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ И РОСТ ПОПУЛЯЦИИ

Способность популяции к воспроизведению означает потенциальную возможность постоянного увеличения ее численности. Если отвлечься от лимитирующего влияния комплекса факторов внешней среды, рост численности популяции можно представить как постоянно идущий процесс, масштабы которого зависят от свойственной данному виду скорости размножения.

где г — «мгновенная» (за короткий промежуток времени) удельная скорость роста популяции. N — численность ее и /-временной промежуток, в течение которого учитывалось изменение численности.

При таких условиях неограниченного роста изменение численности популяции во времени выражается экспоненциальной кривой (рис. 12.5, А), описываемой уравнением N1 = N0 ¦ р еп, где N0—исходная численность Ni — численность в момент времени /, е — основание натуральных логарифмов1. Если численность отложить в логарифмическом масштабе, ее изменения выразятся прямой линией, наклон которой в системе координат определяется величиной г (рис. 12.5, Б). Описанная экспоненциальная модель роста популяции отражает ее потенциальные возможности размножения. Показатель мгновенной удельной скорости роста популяции г нередко определяют как репродуктивный потенциал популяции или ее биотический потенциал (R. Chapman, 1928, 1931). Экспоненциальный рост популяции возможен лишь при условии неизменного, независимого от численности значения коэффициента г.

Рис. 12.5. Экспоненциальная модель роста численности популяции одноклеточного организма, делящегося каждые 4 ч (по А.М. Гилярову, 1990):

А —арифметическая шкала. Б — логарифмическая шкала

Естественный рост популяции никогда не реализуется в форме экспоненциальной модели; в крайнем случае следует ей в течение относительно короткого отрезка времени. Объясняется это тем, что не только в природных, но и в оптимальных экспериментальных условиях рост численности ограничен комплексом факторов внешней среды и реально складывается как результат соотношения меняющихся значений рождаемости и смертности.

Рис. 12.6. Логистическая модель роста популяции (по А.М. Гилярову, 1990):

I — кривая численности (N), I] — зависимость удельной скорости роста от численности. III — зависимость рождаемости (Ь) и смертности (ф от численности; К—предельная численность; остальные пояснения в тексте

ограничения верхнего порога численности внешними условиями. Уравнение логистической кривой выглядит следующим образом:

Здесь /max также означает удельную скорость роста, но в условиях исходной (минимальной) численности; по мере ее увеличения значение г падает. N означает численность, а К — ее предельную в данных условиях величину, отражающую экологическую «емкость угодий». В соответствии с логистической моделью рост популяции некоторое время идет замедленно, затем кривая численности круто возрастает и, наконец, выходит на плато, определяемое емкостью угодий. Этот конечный уровень отражает уравновешенность процессов рождаемости и смертности в соответствии с наличными пищевыми и иными ресурсами среды.