Sąvokos: populiãcijos dỹdis, populiãcijos tañkis, aplinkõs talpà, aplinkõs pasipri΄ešinimas, vidurūšinė konkureñcija.
Populiacija
Norėdami tiksliau apibūdinti augantį mišką, įvardijame, koks jis: pušynas, eglynas, beržynas (1.2.1 pav.). Šiais žodžiais iš karto pasakome, kad tame miške vyrauja pušys, eglės ar beržai. Kaip manote, ar miškininkas, prižiūrintis beržyną, skaičiuoja, kiek jame auga beržų? Kaip jis tai daro? Kam to reikia? Ar skaičiuoja tik ten augančius beržus? O gyvūnus?
Šioje temoje jūs:
- sužinosite, kas yra populiacijos dydis ir tankis, kaip apskaičiuojami šie populiacijos rodikliai;
- suprasite, kas yra aplinkos talpa ir aplinkos pasipriešinimas;
- suprasite, kaip vidurūšinė konkurencija veikia populiacijos dydžio savireguliaciją;
- atlikdami praktines užduotis, skaičiuosite pasirinktos populiacijos dydį ir analizuosite gautus duomenis.
Populiacijos dydis
Ekosistemose (miške, ežere, pievoje, sode) populiacijos būna gausios arba visai negausios, užimančios dideles teritorijas arba visai mažas. Populiacija apibūdinama pagal jos dydį ir tankį.
Populiãcijos dỹdis – tai jos individų skaičius, pavyzdžiui, Lietuvojè gyvenančių meldinių nendrinukių (Acrocephalus paludicola) skaičius (1.2.2 pav.). Populiacijos dydis priklauso nuo individų gimstamumo ir mirtingumo, jų migracijos. Augančioje populiacijoje individų gimsta daugiau, nei miršta. Mažėjančioje populiacijoje – atvirkščiai: palikuonių gimsta mažiau, o miršta daugiau.
Migracija taip pat turi įtakos populiacijos dydžiui. Jeigu imigruojančių (atkeliaujančių gyventi į populiaciją) individų yra daugiau, o emigruojančių (iškeliaujančių gyventi į kitas populiacijas) mažiau, populiacija didės, ir atvirkščiai.
•••• – skaičiavimo duomenys apytiksliai, nes paukščiai buvo skaičiuojami ne visose stebimose teritorijose.
Populiacijos dydžio skaičiavimas
Populiacijos dydžio skaičiavimas – sunkus, dažnai daug ištvermės ir kantrybės reikalaujantis darbas. Skirtingų rūšių populiacijos dydžio skaičiavimo trukmė ir būdai skiriasi.
Grįžkime į beržyną (1.2.1 pav.). Jau iš pavadinimo suprantame, kad šiame miške augančių beržų populiacija, palyginti su kitais čia augančiais medžiais, yra didžiausia. Kaip juos miškininkas skaičiuoja? Jeigu keliaudamas per mišką skaičiuotų kiekvieną medį, užtruktų labai ilgai, be to, didelė tikimybė, kad suklystų. Miško medžiai skaičiuojami apytiksliai. Pasižymimas tam tikras miško plotas, pavyzdžiui, 10 arų, ir suskaičiuojami tame plote augantys beržai. Gautas skaičius dauginamas iš viso miško ploto. Skaičiuojant vertinama ir beržų būklė (aukštis, kamieno storis, amžius, kenkėjų paplitimas). Surinkti duomenys padeda miškininkui nustatyti miško vertę, o miško pardavėjui – kainą.
Gyvūnų populiacijos dydžio skaičiavimas visai kitoks. Paprastai stuburiniai populiacijose skaičiuojami, jeigu:
- tai yra nykstančios rūšies populiacijos, pavyzdžiui, meldinės nendrinukės (1.2.2 pav.). Surinkti duomenys ekologams ir aplinkosaugininkams padeda suplanuoti rūšies išsaugojimo darbus;
- tai yra svetimžemė rūšis, pavyzdžiui, paprastieji meškėnai (Procyon lotor). Skaičiavimas padeda nustatyti, kaip plačiai ši rūšis paplitusi, kiek reikėtų su medžioti individų, kad svetimžemė rūšis nekenktų vietinėms Lietuvõs rūšims ir žmonėms;
- tai yra Lietuvos ūkiui svarbios gyvūnų rūšys, pavyzdžiui, žvėrys (šernai, stirnos), kurių mėsa valgoma. Skaičiavimas padeda nustatyti, kiek galima leisti medžiotojams sumedžioti šių gyvūnų, kad nebūtų pakenkta populiacijos dydžiui ir rūšis neišnyktų;
- tai žalos žmonių turtui darantys gyvūnai. Vilkai – mūsų giriose ir miškuose gyvenantys stambūs plėšrūnai, ir jų populiacijų išsaugojimas yra labai svarbus. Vilkai svarbūs miškų ekosistemų pusiausvyrai palaikyti, nes medžiodami mažina grobio (stirnų, elnių) populiacijos dydį. Jie sugauna daug ligotų, pasenusių individų, todėl grobio populiacijose lieka sveiki ir stiprūs individai. Plečiantis miestams ir gyvenvietėms, ūkininkų dirbamųjų žemių plotams, žmonių ir vilkų kaimynystė tampa artima. Nutinka taip, kad vilkai išpjauna ūkininkų auginamas avis, karves ar arklius, todėl ūkininkai patiria daug žalos. Vilkų populiacijos dydžio skaičiavimas, jų paplitimo teritorijų ir dirbamųjų laukų (ganyklų) ribų nustatymas padeda mažinti konkurenciją tarp žmogaus ir vilko;
- tai yra žmogui pavojingų parazitų platintojai. Didelėje populiacijoje greičiau ir lengviau plinta parazitai. Pavyzdžiui, lapės gali platinti pasiutligės sukėlėjus – mikroorganizmus, pažeidžiančius gyvūnų nervų sistemą. Pasiutlige sergantis gyvūnas tampa neatsargus ir agresyvus, atklysta į žmonių gyvenamas teritorijas, artinasi prie žmonių ir įkandęs užkrečia žmogų pasiutlige (1.2.4 pav.). Lapių populiacijos dydžio skaičiavimas ir mažinimas padeda su valdyti ir pasiutligės sukėlėjų plitimą.
1.2.4 pav. Pasiutlige serganti lapė. Sergantį gyvūną galima atpažinti pagal tris požymius: artinasi prie žmonių, yra agresyvus, stebimas gausus gyvūno seilėtekis.
Apskaičiuoti gyvūnų populiacijos dydį galima įvairiais būdais. Migruojantys paukščiai gali būti skaičiuojami per rudeninę ir pavasarinę migraciją. Veñtės rãgo ornitologijos stotyje migruojančių paukščių rūšis skaičiuoja, žieduoja ir surinktus duomenis fiksuoja ten dirbantys ornitologai. Kai kurie paukščiai, pavyzdžiui, kurtiniai (Tetrao urogallus), tetervinai (Tetrao tetrix) skaičiuojami tik tada, kai poruojasi, kai yra užsiėmę savo tuoktuvių ritualais, tampa neatsargūs, nereaguoja į šalia esantį žmogų. Gali būti skaičiuojami ne patys paukščiai, o jų lizdai, pavyzdžiui, juodųjų gandrų (Ciconia nigra), jūrinių erelių (Haliaeetus albicilla).
Žinduolių populiacijos dydis apskaičiuojamas kitaip nei paukščių: stambių plėšrūnų (lūšių, vilkų) populiacijos dydis nustatomas pagal paliktus pėdsakus, išmatas; kanopinių žinduolių (stirnų, elnių, šernų) paprastai skaičiuojamas tada, kai patelės atsiveda jauniklių. Dažnai stambius žinduolius ekologams padeda suskaičiuoti miškus prižiūrintys ir juose medžiojantys medžiotojai, miškininkai (1.2.5 pav.).
Populiacijos tankis
Vilkai gyvena šeimomis arba poromis. Lietuvojè paplitusių vilkų šeimas sudaro 3–5 individai: patinas, patelė ir 1–3 jaunikliai (1.2.6 pav.). 2023 m. suskaičiuota apie 90 Lietuvoje gyvenančių vilkų šeimų. Vilkų populiacijos dydis apskaičiuotas registruojant rastus šių gyvūnų pėdsakus ir išmatas, medžiotojų, miškininkų ir gyventojų (dažniausiai ūkininkų) stebėtus vilkus ir jų šeimas.
Vilkų pėdsakų dažnumo indeksas (1.2.7 pav.) parodo, kiek vilkų pėdsakų aptinkama tam tikro atstumo (1 km) atkarpoje. Kuo didesnis pėdsakų skaičius, tuo daugiau vilkų gyvena stebimoje teritorijoje, tai yra didesnis vilkų populiacijos tankis.
Populiãcijos tañkis – individų skaičius tam tikrame ploto ar tūrio vienete.
Skaičiuojant populiacijos tankį pasirenkami skirtingi matavimo vienetai. Vandens populiacijos tankis užrašomas individų skaičiumi kubiniame metre (individų skaičius/m³), o sausumos gyvūnai skaičiuojami ploto vienete (m², km²). Skaičiuojamo ploto ar tūrio dydžio pasirinkimas priklauso nuo skaičiuojamų individų rūšies. Smulkūs individai, pavyzdžiui, bestuburiai ar žoliniai augalai, skaičiuojami nedideliame plote (m²), o stambūs (žinduoliai, paukščiai ar dideli daugiamečiai augalai) – dideliame plote (ha ar km²).
Stebėdami įvairias populiacijas, ekologai skaičiuoja ne tik individų gausumą, bet ir jų tankį užimamose teritorijose. Patyrinėję Lietuvõs žemėlapį (1.2.7 pav.), pastebėsite, kad Lietuvojè vilkai pasiskirstę netolygiai – vienuose regionuose jų tankis kur kas didesnis nei kituose.
Individų tankis populiacijose priklauso nuo gyvosios ir negyvosios aplinkos veiksnių. Tose teritorijose, kuriose individams yra tinkamos gyvenimo sąlygos, bus didesnis populiacijos tankis. Pavyzdžiui, vilkų populiacijos tankis bus didesnis tose teritorijose, kur vilkų šeimoms pakanka erdvės, buveinių ir slėptuvių, pakanka medžiojamo grobio, gyvena nedaug konkurentų (pavyzdžiui, lūšių) ir ligas sukeliančių parazitų.
Populiacijos dydžio savireguliacija
Daug kalbama apie žmogaus įtaką gamtai. Manoma, kad dėl žmogaus veiklos (medžioklės, miškų kirtimo, urbanizacijos) Lietuvojè išnyko rudieji lokiai (Ursus arctos), stumbrai (Bison bonasus). Kol kas rudieji lokiai į Lietuvą atklysta iš Baltarùsijoje esančios Belovèžo girios ir Lãtvijos teritorijoje žaliuojančių girių, tačiau nuolat gyvenančių lokių neaptinkama.
Stumbrai senovėje buvo paplitę visoje Piet ̃ų ir Vı̇̀durio Euròpoje, taip pat Lietuvoje. Žinoma, kad 1919 m. Lénkijoje buvo nušautas paskutinis laisvėje gyvenęs stumbras. Kai kuriuose Euròpos zoologijos soduose ir parkuose dar buvo išlikę grynakraujų stumbrų, todėl juos pradėta veisti. Taigi ši rūšis atkurta ir vėl gyvena laisvėje. Ar tik žmogus reguliuoja kitų rūšių populiacijos dydį ir tankį?
Populiacijose gyvenančių individų skaičius kinta natūraliai. Šis procesas vadinamas populiãcijos dydžio savireguliãcija. 1.2.8 pav. parodyta, kaip keitėsi Lietuvojè paplitusių lūšių populiacijos dydis nuo 1965 iki 2023 metų.
Lūšių populiacijos dydis Lietuvoje 1965–2023 metais | |
Metai | Lietuvoje gyvenančių lūšių skaičius |
1965 | 40 |
1970 | 140 |
1975 | 200 |
1980 | 120 |
1985 | 200 |
1990 | 170 |
1995 | 200 |
2000 | 100 |
2010 | 35 |
2015 | 97 |
2018 | 150 |
2020 | 150 |
2023 | 150 |
Ekologai apskaičiavo, kad Lietuvoje gali išgyventi maždaug 116–162 lūšys. Tokiam gyvūnų skaičiui pakaktų maisto, erdvės (medžioklės plotų), buveinių (slėptuvių). Jos sėkmingai išgyventų ir susilauktų palikuonių. Iš 1.2.8 pav. pateiktų duomenų matyti, kad nuo 2020 m. Lietuvõs teritorijoje gyvena apie 150 lūšių, ir šis skaičius nekinta. Mokslininkai teigia, kad Lietuvos lūšių populiacija yra pasiekusi aplinkos talpos ribą. Aplinkõs talpà – didžiausias kurios nors rūšies individų skaičius, kuris gali neribotai ilgai gyvuoti konkrečioje aplinkoje.
Kas nutiktų, jeigu lūšių populiaciją sudarytų daugiau individų nei galimà aplinkos talpa? Aišku, populiacija sumažėtų dėl didelio aplinkos pasipriešinimo. Aplinkõs pasipriešinimas – gyvosios ir negyvosios aplinkos veiksnių, ribojančių bet kurios populiacijos gausėjimą konkrečioje vietoje, visuma.
1985 m. Lietuvõs miškuose gyveno apie 200 lūšių, o tai viršija aplinkos talpą. Lūšims pradėjo trūkti buveinių, padidėjo jų konkurencija dėl medžioklės teritorijų ir medžiojamo grobio, sustiprėjo vidurūšinė konkurencija (1.2.9 pav.). Vidurūšine konkureñcija vadinamas tos pačios rūšies individų konkuravimas dėl buveinių, teritorijų, maisto išteklių ar poravimosi partnerio. Sumažėjus grobio (kiškių, paukščių ir kitų stuburinių gyvūnų) populiacijoms, prasčiau besimaitinančios lūšys atvedė mažiau jauniklių, o silpnesni individai (ligoti, pasenę ar nepatyrę jaunikliai) neįkūrė tinkamos slėptuvės ir nesiporavo. Padidėjus lūšių populiacijai, gyvūnai pradeda gyventi tankiau, dažniau kontaktuoja su kitais individais, todėl didesnė tikimybė, kad užsikrės ligas, pavyzdžiui, pasiutligę, niežus, platinančiais parazitais ir susirgę padvės. Visi šie lūšių populiacijos dydį mažinę veiksniai – teritorijos ir buveinių trūkumas, padidėjusi konkurencija dėl grobio, plintantys parazitai – tai lūšių populiaciją mažinantis aplinkos pasipriešinimas.
Nuo 2010 iki 2020 m. lūšių populiacija vėl didėjo, nes, sumažėjus individų skaičiui, mažėjo ir aplinkos pasipriešinimas. Daugėjo lūšims tinkamų buveinių ir didėjo medžioklės teritorijos. Grobio populiacijos (pavyzdžiui, miško paukščių) atsinaujino, todėl lūšims nebestigo maisto. Sumažėjus lūšių populiacijos tankiui, lėčiau plinta ir parazitai. Lūšių populiacijoje mažėja vidurūšinė konkurencija, todėl atvedamos gausesnės jauniklių vados. Populiacijos dydis vėl auga.
Klausimai ir užduotys
- Nurodykite, kas yra populiacijos dydis ir tankis.
- Paaiškinkite, kas yra populiacijos aplinkos talpa.
- Apibūdinkite lūšių populiacijoje vykstančią vidurūšinę konkurenciją.
- Tarkime, stirnų populiacijos dydis pasiekė aplinkos talpą. Kokie aplinkos pasipriešinimo veiksniai lems stirnų skaičiaus mažėjimą?
- Remdamiesi 1.2.7 pav., nurodykite, kuriuose trijuose Lietuvos rajonuose vilkų populiacijos tankis didžiausias, o kuriuose trijuose rajonuose mažiausias. Kaip manote, kodėl?
- Nuo 2020 m. lūšių populiacijos dydis išlieka stabilus – apie 150 individų. Paaiškinkite, kodėl.
Praktinė veikla „Pasirinktų pievos augalų populiacijos dydžio skaičiavimas“
Darbą galite atlikti mokyklos kiemo pievoje arba šalia mokyklos esančiame parke. Dirbkite grupėmis.
Jums reikės: matavimo priemonės (centimetrinės juostelės, tieslės), virvutės skaičiavimo riboms žymėti, skaičiuotuvo, rašiklio, sąsiuvinio.
Darbo eiga:
- Pirmiausia užrašykite praktinės veiklos tikslą ir hipotezę.
- Išmatuokite ir apskaičiuokite visą savo tiriamos teritorijos plotą. Gauto rezultato reikės tiriamos populiacijos dydžiui apskaičiuoti.
- Pasirinktoje pievos vietoje išmatuokite 1 m2, pasižymėkite ribas.
- Pažymėtoje teritorijoje suskaičiuokite pasirinktus augalus. Galite skaičiuoti augančias paprastąsias kiaulpienes (Taraxacum officinale), gysločius (Plantago), garstukus (Sinapis arvensis), svėres (Raphanus raphanistrum), trikertes žvagines (Capsella bursa-pastoris), baltuosius dobilus (Trifolium repens) ar raudonuosius dobilus (Trifolium pratense). Tiriamajame plote stenkitės kuo mažiau vaikščioti, nes sutryptus augalus bus sunku suskaičiuoti.
- Apskaičiuokite, koks jūsų tiriamų augalų populiacijos dydis visoje teritorijoje. Prisiminkite, koks visos teritorijos plotas.
- Suformuluokite praktinės veiklos išvadą.
- Pasidalykite gautais rezultatais su bendraklasiais.
- Naudodamiesi kompiuterinėmis programomis, parenkite pranešimą apie tirtoje pievoje augančių augalų populiacijas.
- Aptarkite, kurių augalų rūšių populiacijos didžiausios, o kurių – mažiausios. Pasidomėkite, kodėl.
Apibendrinimas
- Populiacijos dydis – tai jos individų skaičius. Populiacijos dydis priklauso nuo individų gimstamumo ir mirtingumo, jų migracijos.
- Populiacijos tankis – individų skaičius tam tikrame ploto ar tūrio vienete.
- Aplinkos talpa – didžiausias kurios nors rūšies individų skaičius, kuris gali neribotai ilgai gyvuoti konkrečioje aplinkoje.
- Aplinkos pasipriešinimas – gyvosios ir negyvosios aplinkos veiksnių, ribojančių bet kurios populiacijos gausėjimą konkrečioje vietoje, visuma.
- Vidurūšine konkurencija vadinamas tos pačios rūšies individų konkuravimas dėl buveinių, teritorijų, maisto išteklių ar poravimosi partnerio.
- Paslaugą teikia UAB "Biznio mašinų kompanija" ir "Star Cloud OÜ"