Populacijska ekologija

Populacijska ekologija ili autoekologija je grana ekologije koja proučava dinamiku populacija posmatranih vrsta i prirodu njihove reakcije sa životnom okolinom.^[1] To je nauka koja proučava promjene veličine populacija u vremenu i prostoru. Razvoju populacijske ekologije posebno su pomogla ranije postavljena pravila demografije i životnih tablica. Populacijska ekoogija je važna za konzervacijsku biologiju, a posebno za razvoj analizu održivosti populacije (eng. skr. PVA), koja omogućava dugoročna predviđanja vjerovatnoće opstanka vrste u datim uvjetima okoline. Iako je populacijska ekologija polje biologije, ona nameće zanimljive probleme za rješavanje primjenom matematike i statistike u populacijskoj dinamici.

Osnovi

Najosnovnija pravila u populacijskoj ekologiji formulirana su Malthusovim eksponencijalnim zakonom rasta populacije.^[2]

Termini koji se upotrebljavaju u opisivanju prirodnih grupa jedinki^[3]
Termin	Definicija
Populacija vrste	Sve jedinke vrste
Metapopulacija	Grupa prostorno razdvojenih populacija mađu kojima ima ponešto imigracija (razmjene individua)
Populacija	Prostorno ograničena grupa istovrsnih organizama koji su povezani sistemom reprodukcijskih odnosa.
Agregacija	Prostorno grupiranje (klaster) različito definiranih grupa jedinki.
Dema	Grupa u kojoj su jedinke međusobno genetički sličnije u odnosu na one iz drugih grupa pripadajuće populacije. Među takvim grupama obično postoji izvjestan stepen prostorne ili neke druge izolacije.
Lokalna populacija	Istraživački ograničena grupa istovrsnih organizama, čiji je areal manji od areala vrste; obično unutar populacije (kako je gore definirana).
Subpopulacija	Proizvoljno, prostorno ograničena podgrupa individua unutar populacija (kako je definirana iznad)

Populacija će rasti (ili opadati) eksponencijalno tako dugo dok se okolina iskorištava i individue u populaciji konstantno održavaju.

Ovaj princip populacijske ekologije osnova je za prognoze budućih promjena u strukturi populacija i planiranje predstojećih istraživanja.

Pojednostavljeni populacijski modeli obično polate od četiri varijable, uključujući smrt, rođenje, imigraciju i emigraciju. Matematički modeli za procjenu promjena u populacijskoj demografiji i evoluciji polaze od pretpostavke (nulte hipoteze), bez vanjskih utjecaja. Modeli su matematički kompleksniji ako je uključeno više suprotstavljenih hipoteza, koje se se konfrontiraju s podacima. Naprimjer, u zatvorenim sistemima gdje nema imigracija i emigracija, rata promjena po individui može se opisati kao:

{\frac {dN}{dT}}=B-D=bN-dN=(b-d)N=rN,

gdje je

$N$ = ukupni broj jedinki u populaciji;
$B$ = broj rođenja;
$D$ = broj smrti;
$b$ i $d$ = rođenja i smrti po individui
$r$ = populacijska promjena po individui.

Ova formula može se čitati da je stopa promjene u populaciji ( $dN$ / $dT$ ) jednala rođenja minus smrti ( $B-D$ ).^[4] Upotrebom ovog postupka, Malthusov populacijski princip rasta kasnije je transformiran u matematički model, poznat kao logistička jednačina:

{\frac {dN}{dT}}=aN\left(1-{\frac {N}{K}}\right),

$N$ = gustina biomase;
$a$ = maksimum promjena po jedinki;
$K$ = kapacitet nosivosti populacije. Formula se može čitati i kao: stopa promjene u populaciji ( $dN/dT$ ) jednaka je rastu ( $aN$ ) koji je ograničen kapacitetom nosivosti ( $1-N/K$ ). Iz ovog osnovnog matematičkog principa, populacijska ekologija širi se u istraživačko područje demografije ili realnih populacijskih ispitivanja čiji rezultati nisu u skladu sa statističkim modelima. Ekologija populacije često koristi podatke o životnoj historiji i matričnoj algebri za razvijanje projekcije matrica fekunditeta i preživljavanja. Ove informacije koriste se za upravljanje resursima divljih životinja i postavljanje kvote korištenja.^[5]

Također pogledajte

Reference

^ Odum E. P. (1959): Fundamentals of Ecology, 2nd edition. W. B. Saunders Co., Philadelphia and London, ISBN 9780721669410.
^ Turchin P. (2001): Does population ecology have general laws? Oikos, 94 (1): 17–26
^ Wells, J. V.; Richmond, M. E. (1995). "Populations, metapopulations, and species populations: What are they and who should care?" (PDF). Wildlife Society Bulletin. 23 (3): 458–462. Arhivirano s originala (PDF), 4. 11. 2005.
^ Vandermeer J. H., Goldberg D. E. (2003): Population ecology: First principles. Woodstock, Oxfordshire, Princeton University Press, ISBN 0-691-11440-4
^ Berryman A. A. (1992): The origins and evolution of predator-prey theory. Ecology,73 (5): 1530–1535.

[1] Odum E. P. (1959): Fundamentals of Ecology, 2nd edition. W. B. Saunders Co., Philadelphia and London, ISBN 9780721669410.

[2] Turchin P. (2001): Does population ecology have general laws? Oikos, 94 (1): 17–26

[Wells95-3] Wells, J. V.; Richmond, M. E. (1995). "Populations, metapopulations, and species populations: What are they and who should care?" (PDF). Wildlife Society Bulletin. 23 (3): 458–462. Arhivirano s originala (PDF), 4. 11. 2005.

[4] Vandermeer J. H., Goldberg D. E. (2003): Population ecology: First principles. Woodstock, Oxfordshire, Princeton University Press, ISBN 0-691-11440-4

[5] Berryman A. A. (1992): The origins and evolution of predator-prey theory. Ecology,73 (5): 1530–1535.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]