Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
9/6/2016
1
SUBJECT: (01424381) Ecology
Topic: Population 3 hrs.Lectured by Dr. Bongkot Wichachucherd
Room SC2-303, [email protected]
Chapter Outline Scope of Ecology Population Density and Distribution Population Growth Models Survivorship Curves Age Distributions Regulation of Population Size Life History Patterns
Scope of Ecology
Ecology – what is it? Definitions:
Habitat - Place where an organism lives. Population - All the organisms within an area
belonging to the same species. Community - All various populations
interacting at same locale. Ecosystem – A collection of communities
Ecological Levels
มาจากภาษากรกวา Populus ซงคอ มนษย นนมความหมายใชกนอยหลายทาง คอ
1. ทางสงคมศาสตร หมายถง จานวนประชากรมนษยทอาศยอยในสวนใดสวนหนงหรอประเทศใดประเทศหนง
2. ทางสถต หมายถง กลมตวอยางทถกเลอกขนมาเปนตวแทนเพอการศกษา
3. ทางนเวศวทยา หมายถง กลมของสงมชวตชนดใดชนดหนงซงแยกจากกลมสงมชวตชนดเดยวกนโดยเวลาหรอสถานท
Meaning of Population (ลกษณะสมบตของประชากร)จะมลกษณะของสงมชวต คอ การเจรญเตบโต การ
ตอบสนอง และการดารงอยอยางตอเนอง (มการสบพนธ) นอกจากนยงรวมถงลกษณะอนๆ อก ไดแก
1. โครงสรางประชากร (Population structure)2. การกระจายตวของประชากร (Dispersion)3. การยายถนฐาน (Dispersal)
Characteristics of Populations
9/6/2016
2
Density and Distribution of Populations
Population Density - Number of individuals per unit area or volume.
Population Distribution - Pattern of dispersal of individuals within the area of interest.
Uniform Distribution
Random Distribution Clumped Distribution
PATTERN OF DISPERSIONRANDOMUNIFORM CLUMPED
การแพรกระจายในรปแบบใด ทจะพบมากในธรรมชาตมากทสด?? แตละแบบมความแตกตางกนอยางไร เนองจากอะไร
การแพรกระจายแบบรวมกลม (Clumped distribution)
การแพรกระจายแบบนเปนรปแบบการแพรกระจายของประชากรทพบในธรรมชาตมากทสด สวนใหญมกพบรวมกนดวยเหตผลหลายประการ เชน สภาพแวดลอมมความแตกตางกนของดน อณหภม ความชน ทาใหเกดแหลงทอยอาศยรปแบบตาง ๆ เปนสาเหตใหสงมชวตมาอยรวมกนเปนกลม เชน ไสเดอนดนจะพบในดนทรวนซย และมความชนสง มอนทรยวตถมาก หรอการสบพนธททาใหสมาชกในประชากรมาอยรวมกน โดยเฉพาะตวออนทยงอาศยการเลยงดจากพอแม เชน สตวทอยเปนครอบครว เชน ชะน หรอรปแบบของพฤตกรรมทอยเปนกลม เชน ฝงนก ฝงววควาย ฝงปลา โขลงชาง
9/6/2016
3
การแพรกระจายแบบสมาเสมอ (Uniform distribution)
พบในบรเวณทมการแกงแยงสงมากๆ เชน นกทะเลทตองทารงตามหนาผาแคบๆ เพรยงบนกอนหน หรอพชในทะเลทราย ซงจะสรางสารเคมออกมายบย งพชตนอนตามระบบราก จงตองกระจายกนอยหางๆ เพอใหมโอกาสอยรอดเทาเทยมกน
การแพรกระจายแบบอสระ (Random distribution)
ไมคอยพบนกในธรรมชาต ยกเวนพชทมกระบวนการกระจายเมลดออกไปอยางอสระ เชน ไปกบลม
การกระจายตวของประชากรถกกาหนดโดยปจจยตอไปน 1. ปจจยทางกายภาพ เชน แสง นา อณหภม สารอาหาร2. ปจจยทางชวภาพ ไดแก ปฏสมพนธระหวางชนดสงมชวต
เชน การแกงแยง การลา หรอ สภาวะปรสต3. สถานะทางภมศาสตร ทสาคญไดแกสงทขวางกน การ
แพรกระจายของประชากรนน (Barrier) เชน ภเขา ทะเล ทะเลทราย เกาะ เปนตน
Density and Distribution of Populations
การประเมนการกระจายตวของประชากร
ทาไดจากการเกบขอมล แลวนามาคานวณ Index of dispersal จากสตรน Index of dispersal = Variance
Mean* ถาคา Index of dispersal ใกลเคยง 1 จะเปน การกระจายแบบสม* ถาคา Index of dispersal นอยวา 0.5 จะเปน การกระจายแบบสมาเสมอ* ถาคา Index of dispersal มากกวา 1.3 จะเปน การกระจายแบบเกาะกลม โดยท Variance = SD2
และ SD = ( X – X )2
n - 1
ตวอยางการประเมนการกระจายของประชากร
Ex. จากการสารวจประชากรนกทหนาผาแหงหนง โดยใชตารางสม 5 ครง ไดผลดงน 3, 2, 1, 2, 1 ตว การกระจายตวของประชากรนกเปนแบบใด
นาขอมลมาคานวณคาเฉลยได 1.8 และ SD ได 0.84Index of dispersal = Variance = (0.84)2 = 0.39
Mean 1.8
คา Index of dispersal นอยวา 0.5 จะเปน การกระจายแบบสมาเสมอ
Regulation of Population Size Density - Dependent Factors Density - Independent Factors
Population Size
1. Competition Intraspecific Interspecific
2. Predation
3. Parasitism
4. Disease
Regulation of Population Size Density - Dependent Factors
Population Size
9/6/2016
4
1. Abiotic factors
2. Unpredictable, catastrophic events
Regulation of Population Size Density - Independent Factors
Population Size
ประชากรสงมชวตในธรรมชาตมขนาดคงทในชวงระยะเวลาใดเวลาหนง ซงเปนชวงสน ๆ เพราะโดยปกตแลวขนาดของประชากรสงมชวตมการเปลยนแปลงอยตลอดเวลา ทงนการเปลยนแปลงขนาดของประชากรเกดขน ดงน
การเกด (+)
การอพยพเขา (+)
การตาย (-)
การอพยพออก (-)
Population SizePopulation structure
ปจจยภายใน (Intrinsic factors)- สภาพทางสรรวทยา- พฤตกรรม (โดยเฉพาะพฤตกรรมทางสงคม)- กรรมพนธ
ปจจยภายนอก (Extrinsic factors)- ปจจยทางกายภาพและเคม- การลา- ตวเบยน- เชอโรค- อาหาร (ปรมาณและคณภาพ)- ทอยอาศย ฯลฯ
ปจจยทมผลตอจานวนประชากรPopulation Size
ความหนาแนนประชากร (Population density) จานวนประชากร (ขนาดประชากร) ตอหนงหนวยพนท
ความหนาแนนประชากร = จานวนประชากร พนทหรอปรมาตร
Population SizePopulation density
Ex. จากการนบตวกะปใน Quadrat ขนาด 1 x 1 ตร.ม. 5 ครง ไดผลดงน 2, 2, 7, 3, 5 จงหาความหนาแนนของประชากรตวกะป ในพนทน (ตว/ตร.ม.)
Ex. จากการนบ Rotifer ในนาจากบอนาขาง ศวท. โดยหยดตวอยางนา 3 หยดลงบนสไลด แลวนบจานวน 5 ครง ไดจานวน Rotifer ในแตละครงดงน 12, 20, 17, 32, 19 จงหาความหนาแนนของประชากร Rotifer ในตวอยางนาน (ปรมาตรนา 20 หยด เทากบ 1 มล.)
อตราการเกด(ตาย) = จานวนประชากรทเกด(ตาย) x 100% จานวนประชากรทมอยเดม
อตราการอพยพเขา(ออก) = จานวนประชากรทอพยพเขา (ออก)x 100% จานวนประชากรทมอยเดม
อตราการเพม(ลด) = จานวนประชากรทเพม(ลด) x 100% จานวนประชากรทมอยเดม
Population Sizeการเปลยนแปลงประชากร
Ex. จากการสารวจประชากรเพลยในนาขาว 2 เดอน ชวงกอน และระหวางการปลกขาว พบวาชวงกอนปลกขาว พบเพลย 570 ตว/ตร.ม. เมอผานไป 2 เดอนสารวจอกครง พบเพลย 994 ตว/ตร.ม. มอตราการเพมประชากรเพลยเปนอยางไร
9/6/2016
5
1. การสบพนธเพยงครงเดยวในชวงชวต (Single reproduction)
Type of reproduction in population
2. การสบพนธไดหลายครงในชวงชวต (Multiple reproduction)
ประชากรของสงมชวตในโลกนมการสบพนธเพอเพมประชากรอย 2 แบบ คอ
Annual vs Perenial reproduction
r - Strategists (Opportunistic) Remember r=reproduction
Life history patterns
k - Strategists (Equilibrium) Remember K=Carrying capacity
Population Growth Models
1. แบบ Exponential growth หรอแบบทวคณนน พบไดในสงมชวตทมการสบพนธเพยงครงเดยวในชวงชวตในแตละรน เชน พวกแมลงตาง ๆ เมอตวเมยวางไขแลวกตาย
2. แบบ Logistic growth เปนการเพมจานวนประชากรทขนอยกบสภาพแวดลอม หรอมตวตานทานในสงแวดลอมเขามาเกยวของ เชน การเพมจานวนของเซลลยสตทเพาะเลยงในหองปฏบตการ
จานวนประชากร(พนตว)
ระยะทมการเพมของประชากรอยางรวดเรว
รน
กราฟแสดงการเพมของประชากรแบบ Exponential growth
J shape
Lag phase Exponential growth phase
ภาวะอดมคตทไมมตวตานทาน
พบเมอสงมชวตมจานวนนอย และมอาหารอดมสมบรณ
S shape
กราฟแสดงการเพมของเซลลยสตแบบ Logistic growth
ตวตานทาน
9/6/2016
6
ตวตานทานในสงแวดลอม
หมายถง ปจจยจากดทางสงแวดลอมทงหลาย เชน อาหาร ของเสยจากเมทาบอลซม การแกงแยงแขงขนของสมาชก การเปนผลาและเหยอ โรคระบาด สารมลพษ ภยพบตธรรมชาต เปนตน ปจจยเหลานมผลทาใหการเพมจานวนของประชากรลดลง
St. Paul Island Reindeer Population
กราฟแสดงการเพมของประชากรตามแนวคดของ Thomas Malthus (J shape)
การเพมขนและลดลงสลบกน (Irruptive growth) เนองจากปจจยจากตวตานทาน
ความสามารถในการรองรบสงสดของธรรมชาต (Carrying capacity)
1. Maximum carrying capacity คอ ความหนาแนนสงสดเทาทปรมาณทรพยากรในแหลงทอยอาศยนนจะสามารถตอบสนองได
2. Optimum carrying capacity คอ ความหนาแนนทเหมาะสมซงทรพยากรทมคณภาพในแหลงทอยอาศยนนจะสามารถตอบสนองไดอยางย งยน
Max. carrying capacity กนคนละ 1 จาน/มอ กอยได อาจมบางคนไมอม
Opt. carrying capacity กนไดคนละมากกวา 1 จาน/มอ ทกคนไดกนจนอม จานวนคนนอยกวาอาหาร
ปฏสมพนธระหวางสงมชวตกบการเจรญเตบโตของประชากร
ปฏสมพนธเชงบวก - การพงพาอาศย (Mutualism) ทง 2 ชนดไดประโยชน - การเกอกล (Commensalism) ชนดหนงไดประโยชน ขณะท
อกชนดหนงไมมผลใดๆ ปฏสมพนธเชงลบ - การตอสแกงแยง (Competitive) ทง 2 ชนด ไดรบผลเสย - การลา (Predation) มชนดหนงไดประโยชน อกชนดหนง
เสยประโยชน
Mutualism
Commensalism
Predation
Competitive
9/6/2016
7
ทาไมสงมชวตบางชนดจงออกลกหรอวางไขคราวละมาก ๆ และบางชนดกออกลกหรอวางไขคราวละ 1 หรอ 2 ตว
สงมชวตแตละชนดจะมแบบแผนการรอดชวตของประชากรขนอยกบชวงอายขย (Life span) ของสงมชวตแตละชนด เชน แมลงมอายสน แตในสตวขนาดใหญ เชน ชางและคนมชวงอายขยยาวนานเฉลย 70-120 ป
Survivorship curvesการรอดชวตของประชากร
ตลอดชวงอายขยของสงมชวตแตละชนด จะมอตราการอยรอดในชวงอายขยตาง ๆ ไมเหมอนกน การรอดชวตของประชากรในชวงวยตาง ๆ กน ทาใหความหนาแนนของประชากรทอยในวยตาง ๆ แตกตางกนดวย มรปแบบกราฟการรอดชวตของประชากรอย 3 แบบ ดงตอไปน
Survivorship curvesการรอดชวตของประชากร
Survivorship curvesการรอดชวตของประชากร
Cohort --- all the members of a population born at the same time.
Survivorship---the probability of newborn individuals of a cohort surviving to particular ages.
Illustrated by Survivorship Curves
What proportion of population is in each cohort?
Age Structure Diagrams
Age distributions
U.S. Age Distributions
Age Structure Diagrams divide populations into three age groups.
Pre-Reproductive
Reproductive
Post-Reproductive
Age distributions
Stage I: high birthrates and death rates
Stage II: continued high birthrates, declining death rates
Stage III: falling birthrates and death rates, eventually stabilizing
The Demographic Transition
โครงสรางประชากร หมายถง จานวนประชากรในชวงอายตางๆ
อาย
A B C
มระยะกอนสบพนธมาก มแนวโนมจะเพมจานวนสมาชกในอนาคตมาก
ท ก ร ะ ย ะ ส ม ด ล ก น สามารถทดแทนกนได ประช าก ร ม แน ว โน มสมดล
ม ระยะ ก อน สบพน ธนอย หลงสบพนธมมาก มแนวโนมจะลดจานวนสมาชกลงในอนาคต
เดก
วยเจรญพนธ
แก
9/6/2016
8
More-Developed Countries
Less-Developed Countries
Age distributionsPopulation Structures by Age and Sex, 2005 Millions
300 100 100 300300 200 100 0 100 200 300
Less Developed Regions
More Developed Regions
Male Female Male Female
80+ 75-79 70-74 65-69 60-64 55-59 50-54 45-49 40-44 35-39 30-34 25-29 20-24 17-19 10-16 5-90-4
Age
Source: United Nations, World Population Prospects: The 2002 Revision (medium scenario), 2003.
Age Distribution of the World’s Population
World Population Growth
J shapeเนองจากการพฒนาเทคโนโลยทางการแพทย
ในอดต ประชากรเพมจานวนดวยอตราตา เพราะประสบปญหาเรองโรค ภยธรรมชาต และการถกลาจากสตวปา เมอมการประดษฐอาวธ สรางทอยอาศย และพฒนาการทางการแพทย ทาใหอตราการตายนอยลง อตราการเพมของประชากรจงเพมขนอยางรวดเรว
Environmental Impact
Measured in terms of:Population SizeResource Consumption Per Capita Resultant Pollution
การทานายจานวนประชากรในอนาคต
หลงจากป 2030 ปรมาณทรพยากรทลดลง ทาใหปรมาณสนคาลดลง สภาพแวดลอมทมมลพษ จะทาใหผลตอาหารไดนอยลง จะเปนปจจยททาใหจานวนประชากรลดลง
9/6/2016
9
Review Scope of Ecology Population Density and Distribution Population Growth Models Survivorship Curves Age Distributions Regulation of Population Size Life History Patterns