3. Внутренняя скорость естественного роста

Определения

Если среда не налагает никаких ограничений (пространство, пища и другие организмы не оказывают лимитирующего действия), удельная скорость роста (скорость роста популяции в расчете на 1 особь) для данных микроклиматических условий становится постоянной и максимальной. Значение скорости роста в этих благоприятных для популяции условиях характеризует соответствующую возрастную структуру популяции и представляет собой единственный показатель наследственно обусловленной способности популяции к росту. Этот показатель обозначают символом r, являющимся экспонентой в дифференциальном уравнении роста популяции в нелимитирующей среде при определенных физических условиях:

Это выражение аналогично тому, которое было использовано в разд. 2. Параметр r можно рассматривать как коэффициент мгновенного роста популяции. Путем элементарного интегрирования получаем экспоненциальную зависимость

где N₀ - численность в начальный момент времени, N_t - численность в момент времени t и e - основание натуральных логарифмов. Логарифмируя обе части равенства, получаем уравнение в форме, удобной для проведения расчетов:

Пользуясь последним уравнением, можно вычислить показатель r по двум измерениям численности популяции [N₀ и N_t или в любые два момента времени в фазе нелимитируемого роста; в этом случае в приведенном уравнении величины N_t1 и N_t2 подставляют вместо N₀ и N_t, а вместо t - разность (t₂ - t₁)].

Показатель r - это фактически разность между удельной мгновенной скоростью рождаемости b (т. е. скоростью рождаемости в единицу времени на 1 особь) и мгновенной скоростью смертности d и может быть выражен так:

Общая скорость роста популяции в нелимитирующей среде (r) зависит от возрастного состава и удельной скорости роста, обусловленных вкладом в размножение различных составляющих популяцию возрастных групп. Таким образом, показатели скорости роста для одного вида могут быть различными в зависимости от структуры популяций. Когда устанавливается стационарное и стабильное возрастное распределение, удельную скорость роста называют внутренней скоростью естественного роста или r_max. Максимальное значение r часто называют биотическим или репродуктивным потенциалом. Название это менее специально, но более употребительно. Разницу между максимальным r, или биотическим потенциалом, и скоростью роста, наблюдаемой в реальных полевых или лабораторных условиях, часто используют как меру сопротивления среды, которая характеризует сумму всех лимитирующих факторов среды, препятствующих реализации биотического потенциала.