علم بيئة السكان
يتساءل علم بيئة السكان كيف تتغير أعداد الكائنات الحية من نوع واحد عبر الزمان والمكان، وما هي الولادات والوفيات والهجرة الوافدة والهجرة النازحة – التي تتشكل بفعل الموارد والمنافسين والمفترسات – التي تدفع هذه التغيرات.
Definition
علم بيئة السكان هو دراسة حجم وكثافة وتركيب العمر وديناميكيات تجمعات الأنواع الفردية، والعمليات الديموغرافية والبيئية التي تحكم نموها وتنظيمها واستمرارها.
Scope
يتناول هذا المجال ديناميكيات تجمعات الأنواع الفردية: كيف يوصف النمو بواسطة النماذج الأسية واللوجستية، وكيف تلخص جداول الحياة جداول الولادة والوفاة، وكيف تنظم العوامل المعتمدة على الكثافة والمستقلة عن الكثافة الوفرة. ويمتد ليشمل التفاعلات بين نوعين مثل المنافسة والافتراس التي تؤثر على مسارات التجمعات السكانية، وإلى ديناميكيات التجمعات السكانية الفوقية (metapopulation) وديناميكيات المصدر والمصرف (source-sink) التي تربط التجمعات المحلية عبر المناظر الطبيعية المجزأة.
Sub-topics
Core questions
- ما الذي يحدد ما إذا كان التجمع السكاني ينمو أو يتناقص أو يبقى مستقرًا؟
- كيف تنظم العوامل المعتمدة على الكثافة والمستقلة عن الكثافة حجم التجمع السكاني؟
- كيف تشكل معدلات الولادة والوفاة الخاصة بالعمر والمرحلة ديناميكيات التجمع السكاني؟
- كيف يؤثر الانتشار والتركيب المكاني على استمرار التجمعات السكانية عبر المناظر الطبيعية؟
Key theories
- النمو الأسي واللوجستي
- في بيئة غير محدودة، تنمو التجمعات السكانية هندسيًا، ولكن مع ارتفاع الكثافة، تبطئ المنافسة داخل النوع على الموارد المحدودة النمو نحو القدرة الاستيعابية، مما يعطي المنحنى اللوجستي السيني الذي يرتكز عليه الكثير من نظرية السكان.
- الاعتماد على الكثافة والتنظيم
- توفر معدلات الولادة والوفاة للفرد الواحد التي تتغير مع الكثافة تغذية راجعة سلبية تميل إلى إعادة التجمعات السكانية نحو التوازن، مما يميز العوامل المنظمة عن الاضطرابات المستقلة عن الكثافة التي لا تؤدي إلا إلى إحداث خلل في الأعداد.
- ديناميكيات التجمعات السكانية الفوقية (Metapopulation)
- تستمر العديد من الأنواع كمجموعات من التجمعات السكانية المحلية المرتبطة بالانتشار، حيث يعتمد الاستمرار الإقليمي على التوازن بين الانقراضات المحلية وإعادة الاستعمار بدلاً من استقرار أي بقعة واحدة.
Clinical relevance
توجه نماذج علم بيئة السكان إدارة المخزونات المحصودة، واستعادة الأنواع المهددة بالانقراض، ومكافحة الآفات والكائنات الغازية، وتوقعات كيفية استجابة التجمعات السكانية لفقدان الموائل وتغير المناخ. هذا سياق تعليمي، وليس وصفة إدارية.
History
قدم فيرهولست (Verhulst) المعادلة اللوجستية في ثلاثينيات القرن التاسع عشر، وأعاد بيرل وريد (Pearl and Reed) اكتشافها في أوائل القرن العشرين. وصاغ لوطكا وفولتيرا (Lotka and Volterra) بشكل مستقل معادلات المفترس والفريسة والمنافسة في عشرينيات القرن الماضي، وتلتها نقاشات حول الاعتماد على الكثافة في منتصف القرن، وطور ليفينز (Levins) ثم هانسكي (Hanski) نظرية التجمعات السكانية الفوقية (metapopulation) من ستينيات القرن الماضي فصاعدًا.
Debates
- التنظيم المعتمد على الكثافة مقابل التنظيم المستقل عن الكثافة
- ناقش علماء البيئة طويلًا ما إذا كانت التجمعات السكانية تُنظم بشكل رئيسي بواسطة التغذية الراجعة المعتمدة على الكثافة أو تُدفع بواسطة عوامل مستقلة عن الكثافة مثل الطقس؛ ويرى الرأي الحديث أن كلاهما يعملان معًا، مع أن التنظيم يتطلب بعض الاعتماد على الكثافة.
Key figures
- Pierre-Francois Verhulst
- Raymond Pearl
- Alfred Lotka
- Vito Volterra
- Ilkka Hanski
Related topics
Seminal works
- begon2006
- gotelli2008
- hanski1998
Frequently asked questions
- ما هي القدرة الاستيعابية؟
- القدرة الاستيعابية هي حجم التجمع السكاني الذي يمكن لبيئة معينة أن تدعمه إلى أجل غير مسمى بالنظر إلى مواردها؛ في النموذج اللوجستي، هي الكثافة التي تتوازن عندها الولادات مع الوفيات ويتوقف النمو.
- ما هو التجمع السكاني الفوقي (metapopulation)؟
- التجمع السكاني الفوقي هو مجموعة من التجمعات السكانية لنفس النوع المنفصلة مكانيًا والمتصلة بانتشار عرضي، حيث يعتمد الاستمرار الإقليمي على التوازن بين الانقراضات المحلية وإعادة الاستعمار.