的环境耐受性是它们一起限定一个自然人口的增长的因素。这些可能取决于人口密度,例如竞争,掠食,寄生虫或环境质量。它们也可以独立于密度,例如灾难或天气季节。
在没有环境调节因素的情况下,任何自然种群都将根据其生物潜能呈指数增长。但是,耐环境的影响限制了人口的增长,达到了平衡。
捕食 密度依赖性的环境抵抗因子。作者:www.flirck.com
在人口增长中施加环境阻力的因素之间的不同相互作用产生高度可变的人口动态。
总体上,种群会达到动态平衡,该动态平衡以曲线形式在平衡值附近摆动的曲线中表示。
什么是环境抵抗力?
人口动力学的最简单模型假设,在最佳环境条件下,个体数量根据人口的生物潜力而增加。
换句话说,无论人口规模如何,人均增长率(r)始终相同。在这些前提下,人口增长将成倍增长。
本质上,种群可以在初始阶段以指数方式增长,但是他们不能无限地保持这种动态。有一些因素限制或调节了这一人口的增长。这些因素的总和称为耐环境性。
当人口接近其最佳规模时,发挥环境抵抗力的作用会降低人均增长率,即人们所熟知的承载能力。
这种动力学产生的逻辑增长通常达到动态平衡,在负载能力(K)周围具有稳定的周期性波动。
耐环境因素
-血管密度无关
当产生环境抵抗力的因素与个体的密度无关时,它们被认为是与密度无关的。
一些与密度无关的因素会随季节周期性发生,例如火灾,干旱,洪水或霜冻。这些干预对人口规模的调节。
通过年复一年地反复组成,他们施加了恒定的选择压力,有时会产生个体的特定适应性,尽管有调节作用,但他们仍可以提高自身的适应能力并年复一年地生存。
其他与密度无关的随机效应,例如气候的极端变化,火山爆发和其他自然灾害,可能导致人口的不稳定变化。他们无法将人口规模保持在恒定水平或平衡点。
-依赖于
如果调节人口增长的因素取决于个体的密度,那么它们被称为密度依赖性。这些因素可以是非生物的或生物的。
非生物因素
非生物密集依赖性环境抗性因子是当种群数量增加改变栖息地的理化条件时发生的那些因子。
例如,高人口密度会产生有害废物的积累,从而降低个人的生存率或繁殖率。
生物因素
生物因子是由一个物种或不同物种的个体之间相互作用产生的因子。例如,竞争,掠夺和寄生。
竞争
当相同或不同物种的个人所使用的重要资源受到限制时,就会发生竞争。一些限制资源可能是营养素,水,领土,掠食者的庇护所,异性,光照等。
随着人口的增加,人均资源的可用性下降,从而降低了个人的生殖率和人口的增长率。这种机制产生物流增长的动力。
捕食
捕食是物种之间相互作用的一种类型,其中一个物种(捕食者)的一个个体猎取另一个物种(猎物)的一个个体来食用它作为食物。在这种类型的互动中,每个人口的密度都对另一个人口产生了调节作用。
随着猎物种群的增加,捕食者的种群由于食物的供应而增加。但是,随着捕食者密度的增加,猎物数量由于捕食压力的增加而减少。
这种相互作用产生人口增长曲线,其平衡是动态的。承载能力没有达到静态的人口规模,但是人口不断地围绕这个值波动。
寄生
寄生是一种相互作用,一种物种(寄生虫)的个体从另一种物种(寄主)的个体中受益,从而降低了它们的生存或繁殖概率。从这个意义上讲,它也被视为人口调节机制。
寄生虫与宿主之间的相互作用可以产生类似于捕食者和猎物的动力学。但是,自然界中寄生虫-宿主相互作用的类型多样性是无限的,因此,还可以生成更复杂的动力学。
-互动
在自然界中,密度的依赖性和独立性在人口调控中相互作用,从而产生了多种多样的模式。
人口可以通过依赖密度的因素保持接近承载能力,并最终由于密度无关的自然灾害而急剧下降。
例子
细菌生长
当将细菌接种物接种到培养基中时,可以观察到具有四个阶段的生长曲线。在此曲线中,可以清楚地了解初始指数增长和环境调节的效果。
最初是平稳的阶段,最后是人口规模下降的影响。
在第一个适应阶段,细菌不繁殖,而是合成RNA,酶和其他分子。在此阶段,未观察到人口增长。
细菌生长曲线。作者:M•Komorniczak -talk-插图作者:MichałKomorniczak此文件已发布到知识共享3.0中。相同方式使用Attribution-ShareAlike(CC BY-SA 3.0)如果您在网站或出版物中使用我的图像(原始图像或修改的图像),请向我提供详细信息:MichałKomorniczak(波兰)或Michal Komorniczak(波兰)。有关更多信息,请通过Wikimedia Commons写到我的电子邮件地址:
在下一阶段,发生细胞分裂。细菌通过二元融合繁殖,一个细胞分为两个子细胞。
这种机制产生指数增长,其中人口数量在每个连续的时间段内翻倍。但是,由于环境中的营养开始受到限制,因此此阶段无法无限继续。
曲线的第三阶段是固定的。营养物质的减少和毒素的积累导致种群增长速度的降低,直到细菌数量达到恒定值为止。在这一点上,新细菌产生的速率与细菌死亡的速率是平衡的。
在曲线的最后阶段,细菌数量急剧减少。当培养基中的所有营养均已耗尽并且细菌死亡时,就会发生这种情况。
和野兔
捕食者与被捕食者之间的种群管制的典型例子是和野兔。野兔种群数量的减少导致山猫数量的减少。
较小的山猫数量减少了野兔的捕食压力,进而增加了山猫数量。
重要的是要考虑到野兔的种群动态还受其食物供应的调节。
天猫(捕食者)和野兔(猎物)之间的环境调节产生的种群动态。作者:CNX OpenStax,通过Wikimedia Commons
旅鼠
格陵兰的Lemmings发生了一个有趣的案例研究。这些哺乳动物的种群受到四种掠食性物种的调控:猫头鹰,狐狸,鸟类和鼬(Mustela erminea)。
前三个是机会掠食性动物,仅在它们繁殖时才以旅鼠为食。而白鼬只以旅鼠为食。
不同监管因素之间的这种相互作用会导致种群增长的周期性波动,从而在旅鼠中产生四年周期。可以通过以下方式解释这种动态。
当旅鼠种群数量较少时,它们只会被猛禽捕食。由于捕食压力较低,因此种群数量迅速增加。
随着旅鼠数量的增加,机会捕食者开始更频繁地猎捕它们。另一方面,由于存在更多的食物,因此小矮人也增加了其人口规模。这种情况在旅鼠种群上产生了密度依赖的极限。
捕食性物种的数量及其种群数量的增加对旅鼠产生了非常强的捕食压力,导致种群数量突然减少。
猎物的减少反映在下一年,由于食物的减少,开始了新的周期,因此白鼬种群数量的减少。
与生物潜力的差异
生物潜力是在最佳环境条件下自然种群的最大生长能力。
例如,当食物丰富时,湿度,pH和温度的环境条件是有利的,并且它们的个体不会遭受食肉动物或疾病的侵害。
生物势,环境抵抗力和承载能力之间的理论关系。修改自:flickr.com/photos/internetarchivebookimages
这种种群特征取决于个体(通常为雌性)的繁殖能力,即取决于其一生中能够繁殖多少后代,这取决于首次繁殖的年龄,儿童在每个生殖事件中以及这些事件的发生频率和数量。
人口的生物潜力受到环境抵抗力的限制。这两个概念之间的相互作用产生了负载能力。
参考文献
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