Wzrost liczby ludności

Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się nad wpływem na środowisko ryb hodowanych w gospodarstwach rolnych lub dziko żyjących? Możemy badać wpływ tych praktyk na środowisko, przyglądając się wzrostowi populacji. Grupa osobników jednego gatunku, żyjących na danym obszarze w tym samym czasie, nazywana jest populacją.

W naturze populacje ryb rosną w szybkim tempie, gdy zasoby są obfite. Jednak wzrost populacji spowalnia, gdy jej wielkość zbliża się do nośności, k, która jest maksymalną wielkością populacji dozwoloną przez zasoby w siedlisku. Ten rodzaj wzrostu populacji jest znany jako wzrost logistyczny. Jeśli znamy wielkość populacji obecnego pokolenia lub Nt, maksymalną stopę wzrostu, r-max, która jest współczynnikiem reprodukcji jednego osobnika, gdy nie ma konkurencji, oraz nośność, możemy użyć wzoru na wzrost logistyczny, aby oszacować wielkość populacji następnego pokolenia.

W gospodarstwach rybnych zasoby, takie jak dodatkowa żywność i tlen, są sztucznie dodawane do stosunkowo niewielkiej powierzchni mieszkalnej, co pozwala na zagęszczenie populacji przekraczające naturalną pojemność. Jednak przeludnienie uwalnia nadmiar biomateriałów, co może prowadzić do zakwitów glonów. Jeśli zasoby te pozostaną wysokie, sinice lub sinice mogą nadal dzielić się w tym samym tempie wzrostu. Wzrost ten nie ogranicza się do nośności. Ze względu na ciągły wzrost zasobów. W związku z tym rośnie wykładniczo, a wielkość następnego pokolenia we wzroście wykładniczym można obliczyć za pomocą tego wzoru. Zakwity glonów, takie jak ten, wyczerpują rozpuszczony tlen w wodzie i są szkodliwe dla ryb hodowlanych i ekosystemu wokół obiektu, co wymaga ostrożnych praktyk rolniczych.

Połowy dzikich populacji mogą również mieć wpływ na ekosystemy. Jeśli rybacy usuwają osobniki szybciej, niż populacja jest w stanie uzupełnić je nowymi rybami, populacje stają się mniejsze i mogą mieć trudności z odbiciem się, jeśli presja drapieżników utrzyma się w tym samym tempie. To z kolei może zaburzyć równowagę między gatunkami drapieżników i ofiar. Naukowcy mogą oszacować rozmiary przyszłych populacji ofiar i drapieżników, czyli odpowiednio Vt +1 i Ct +1, o ile znają obecne rozmiary obu populacji, Vt i Ct, tempo wzrostu drapieżników i ofiar, f i r, oraz wskaźniki ataków i głodu drapieżników, a i q. Zazwyczaj duża populacja drapieżników zmniejsza wielkość populacji ofiar. Ale wtedy mniejsza dostępna pula zdobyczy z kolei zmniejszy populację drapieżników. Posiadanie mniejszej liczby drapieżników pozwala zdobyczy ponownie się rozwijać, a obie populacje będą z czasem naturalnie oscylować tam iz powrotem. Reguła oscylacji jest dobrym sposobem na wizualizację wielu naturalnych interakcji drapieżnik-ofiara, ale czasami reguła ta nie ma zastosowania.

U gatunków inwazyjnych, takich jak skrzydlica w Atlantyku i na Karaibach, z dala od swoich rodzimych wód oceanów Indo-Pacyfiku, nie mają naturalnych drapieżników i mogą rozmnażać się przez cały rok. Ale jako drapieżnik ogólny, konsumuje wiele rodzimych gatunków w niezrównoważonym tempie, trwale zmieniając ekosystemy Atlantyku i Karaibów. Stosując wykładniczy model wzrostu, który widzieliśmy w przykładzie z algami, naukowcy ustalili, że około jedna czwarta całej populacji skrzydlic musiałaby być usuwana co miesiąc, aby utrzymać ich wzrost na zrównoważonym poziomie. Dlatego jedzenie dziko złowionych skrzydlic atlantyckich i innych jadalnych gatunków inwazyjnych w rzeczywistości wspiera zdrowie ekosystemów.