Podstawowe elementy struktury populacji to:
liczebnośc populacji;
zagęszczenie osobników;
na jednostkę powierzchni.
Liczebność populacji - liczba osobników w populacji zasiedlająca dany obszar. Można ją określic gdy granice populacji są określone, głównie odnosi się to do gatunków dużych w szczególności zagrożonych np. Brzoza ojcowska, Cis pospolity czy tez Żubr. Liczy się też zwierzynę łowną i (norma odstrzału) i populacje małe ze względu na ich zagrożenie.
Zagęszczenie - to stopień nasycenia przestrzeni osobnikami danego gatunku. Stosuje się je tam gdzie ne można policzyc wszystkich osobników, bądź gdy granice populacji nie są wyraźne. Zagęszczeni określa się na podstawie ilości osobników przypadających na jednostkę powierzchni. Jednostka powierzchni zależy od właściwości biologicznych (np. rozmiar organizmu) i sposopu rozmieszczenia gatunków (duże drapieżniki to 100 km2, oraganizmy mikroskopijne do 1mm3) obiętośc natomiast odnośi się do wody i gleby. Możną ją również definiować podając biomasę osobników na jednostce powierzchni. Zagęszczenie zależy od wielu czynników:
warunków środowiskowych (pokarm, miejsca do rozrodu np. Dziuple);
czasu (np. Roczny cykl liczebności - rośliny jednoroczny, owady);
Zgodnie z zasadą Alleego (Niezależnie od typu rozmieszczenia, zarówno przegęszczenie jak i niedogęszczenie populacji, może działać na populacje ograniczająco. Przy zbyt dużym zagęszczeniu osobników wzrasta konkurencja wewnątrzgatunkowa co ogranicza rozwój populacji i prowadzi do wzrostu "śmiertelności". Z kolei zbyta małe zagęszczenie może utrudnić osobnikowi rozmnażającemu się płciowo znalezienie partnera do rozrodu.
Metody oceny liczebności i zagęszczenia:
Bezwględne - liczba osobników na jednostkę powierzchni, obiętości
- liczenie bezpośrednie - liczy się duże osobniki np. Z samolotów na sawannie wypłaszanie;
- znakowanie - poprzez obrączki (ptaki), amputacje np. Gryzonie, płazy, i poprze izotopy pierwiastkó promieniotwórczych (owady);
- metoda pośrednia liczenie śladów na śniegu, piasku, mule, za pomocą śpiewów ptaków, odchodów (ile spada z koron drzew do tzw. Łapanek);
względne
- metoda kwadratów i obręczy , liczy się osobniki w obrębie ramy kwadratu o znanej powierzchni, odnosi się to głównie do roślin i mało ruchliwych zwierząt, w tej metodzie wykorzystuje się też pułapki zamykające kawałek przestrzeni;
- metoda wycinków gleby mułu - pobór cylindrem;
- ocena zagęszczenia na podstawie prób - z danych serii oblicza się liczebnośc i zagęszczenie wzorem;
- techniki przynętowe - przynęty zapachowe (owady), wzrokowe (barwa żółta na mszyce);
Osobniki populacji mogą występowac
pojedynczo np skowronek, baobab;
w stadach - renifer;
równomiernie - pinginy, głuptaki;
zwarto - łany traw, zbóż;
liniowo - wdłuż dróg, rzek, lini energetycznych, zadrzewień śródpolnych;
Mamy trzy typy struktury przestrzennej populacji:
równomierne - równomierne romieszczenie osobników na danym terytorium np. Drzewa owocowe, zboża, pingwiny, ptaki gniazdujące,;
przypadkowe - losowe rozmieszczenie osobników na danym obszarze; dżownica - zależy od obecności pokarmu, światła lub określonej temperatury.;
skupiskowe - tworzenie stad kęp, dzięki czemu dana populacja ma łatwiejszy dostęp do pokarmu, ochrone a także partnera; Wyrózniamy tutaj typy: kumulacyjny i wyspowy.
Wzrost populacji niezależny od zagęszczenia. Density-independent growth
W naszym modelu:
N to liczebność populacji;
b - współczynnik narodzin dla osobników żeńskich;
d - współczynnik śmiertelności dla osobników żeńskich;
Wtedy wzrost populacji można zdefiniować jako:
dN/dt=(b-d)N;
Jeśli połączymy wskaźniki narodzić i śmiertelności per capita w pojedynczy parametr r=b-d zwany wrodzonym współczynnikiem wzrostu to:
dN/dt=rN
To równanie mówi nam że wzrost populacji jest proporcjonalny do N i współczynnika r, kiedy r=0 to pomiędzy narodzinami i śmiertelnością mamy równowagę i liczebność populacji nie zmienia się.
Jeśli znamy r i jest ono stałe można przewidzieć liczebność w przyszłości.
Wzrost populacji zależny od zagęszczenia.Density-independent growth
Ten model uwzględnia:
N - liczebność populacji na początku;
K - maksymalną pojemność środowiska lub liczebność populacji;
współczynnik wzrostu;
Jeśli N=K siedlisko jest całkowicie zajęte i przyrost wynosi 0.
Jeśli N=0 wzrost jest prawie typu eksponentalnego;
Jeśli N>K liczebność populacji spada aż do osiągnięcia K;
Model Lotki-Volterry
dN1/dt=r1 N1(K1-N1-άN2)/K1
dN2/dt=r2 N2(K1-N2-βN1)/K2
gdzie:
N1 i N2 - liczebność (zagęszczenie) I i II gatunku;
ά - współczynnik konkurencji wskazujący na ograniczający wpływ gatunku 2 na gatunek 1;
β - współczynnik konkurencji oznaczający ograniczający wpływ gatunku 1 na gatunek 2;
K1 i K2 - poziom równowagi (nasycenia) gatunku I i II;
r1 i r2 - współczynnik wzrostu;
Model z drapieżcami polifagami Polyphagous predators
X, Y - oznacza zagęszczenie dwóch konkurujących populacji ofiar;
g, g' - stałe;
ά , β - współczynniki konkurencji;
m - jest stałą opisującą wzrost efektywność wyszukiwania ofiar wraz z wzrostem zagęszczenia drapieżników;
Model z konkurencją między pasożytami Competing predators
a1, a2, -współczynnik prawdopodobieństwa przeżycia pasożyta po znalezieniu żywiciela;
k1, k2 - to dwumianowy współczynnik dyspersji opisujący tworzenie się skupisk pasożytów w dużych zagęszczeniach żywicieli;
Ćwiczenia 26.05 godz. 10.00
Muscari comosum
METODYKA
Każda grupa (2 osoby) wyznaczy losowo kwadrat o powierzchni 1m/1m w którym to dokona pomiarów:
liczba osobników w badanym kwadracie
liczba roślin kwitnących
liczba roślin owocujących
wysokość rośliny
wysokość kwiatostanu
liczba liści
długość i szerokość wszystkich liści
liczba kwiatów: płonych i płodnych
liczba torebek
liczba nasion z jednej torebki
ciężar nasion
ciężar 1-go nasienia
Z każdego kwadratu i bliskiej „okolicy” należy zapisać rośliny towarzyszące (zielnik), pobrać próbkę gleby na głębokości 20-25 cm oraz pobrać liście do badań laboratoryjnych.
Wyznaczone 3-4 osoby zkartują badaną powierzchnie czyli wyznaczą skupiska Muscari comosum gdzie jest duże zagęszczenie a gdzie małe, a następnie policzą ilość osobników na całej powierzchni (z uwzględnieniem owocujących i nie owocujących).
Celem analiz wzorów przestrzennych jest zbadanie:
* czy badane wzory przestrzenne są losowe (lub jednorodne) czy tworzą określone skupiska
identyfikacja i opisanie wzoru;
* określenie jakie czynniki są odpowiedzialne za występowanie wzorów przestrzennych;
identyfikacja i zrozumienie występującego procesu;