4. Кривая роста популяции

Определения

Характер увеличения численности популяции может быть различным, и в связи с этим выделяют различные типы роста популяции. По форме кривых роста, построенных в арифметическом масштабе, можно выделить два основных типа: рост, описываемый J-образной и S-образной, или сигмоидной, кривой. Эти противоположные типы в соответствии с особенностями разных организмов и условий среды могут усложняться, модифицироваться или сочетаться различным образом. При J-образной кривой плотность быстро возрастает по экспоненте (как показано на рис. 6.9), но затем, когда начинают действовать сопротивление среды или другой лимитирующий фактор (обычно более или менее резко), рост быстро прекращается. Этот тип роста может быть описан простым экспоненциальным уравнением, рассмотренным в предыдущем разделе:

При описываемом сигмоидной кривой типе роста популяция вначале увеличивается медленно (фаза положительного ускорения или становления), затем быстрее (возможно, приближаясь к логарифмической фазе), но вскоре под влиянием сопротивления среды (возрастающем в процентном отношении) рост постепенно замедляется (фаза отрицательного ускорения); в конце концов будет достигнуто равновесие, которое и сохраняется. Такой тип роста можно описать простым логистическим уравнением:

Верхний предел увеличения численности популяции, соответствующий константе K, называется верхней асимптотой сигмоидной кривой. Ее называют также пределом роста. При J-образном типе роста равновесие не достигается, напротив, плотность может колебаться в соответствии с ограничениями ресурсов, физическими факторами и взаимодействием с другими популяциями (например, хищниками). Два описанных типа роста и некоторые их варианты схематически показаны на рис. 6.10.

Рис. 6.10. Некоторые особенности формы кривых роста популяции при изображении в линейном масштабе. Показаны J-образная кривая (экспоненциальный рост) (4), S-образная кривая (сигмоидный рост) (Б) и некоторые их варианты. А-1 и А-2 - колебания, выявляемые при экспоненциальном росте. Б-1, Б-2 и Б-3 - некоторые (но далеко не все) возможные варианты роста, когда имеется разрыв во времени между увеличением плотности организмов, вызванным появлением новых особей, и проявлением тормозящего влияния этого увеличения плотности на рост популяции (такой рост характерен для высших растений и животных). Если питательные вещества и другие факторы накоплены до начала роста популяции, то может произойти 'овершут', как показывают кривые А-2 и Б-2 (этим объясняется, почему новые пруды и озера часто богаче рыбой, чем старые!). (Из Nicholson, 1954)