นิเวศวิทยาประชากร
นิเวศวิทยาประชากรศึกษาว่าจำนวนสิ่งมีชีวิตของสปีชีส์เดียวเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในห้วงเวลาและอวกาศ และการเกิด การตาย การอพยพเข้า และการอพยพออก ซึ่งได้รับอิทธิพลจากทรัพยากร คู่แข่ง และผู้ล่า เป็นปัจจัยขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นอย่างไร
Definition
นิเวศวิทยาประชากรคือการศึกษาขนาด ความหนาแน่น โครงสร้างอายุ และพลวัตของประชากรของสปีชีส์เดียว รวมถึงกระบวนการทางประชากรศาสตร์และสิ่งแวดล้อมที่ควบคุมการเติบโต การควบคุม และการคงอยู่ของประชากรเหล่านั้น
Scope
สาขาวิชานี้เกี่ยวข้องกับพลวัตของประชากรสปีชีส์เดียว: การเติบโตถูกอธิบายด้วยแบบจำลองเอ็กซ์โพเนนเชียลและโลจิสติกส์อย่างไร ตารางการเกิดและการตายถูกสรุปในตารางชีพอย่างไร และปัจจัยที่ขึ้นกับความหนาแน่นและไม่ขึ้นกับความหนาแน่นควบคุมความอุดมสมบูรณ์อย่างไร นอกจากนี้ยังขยายไปถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างสองสปีชีส์ เช่น การแข่งขันและการล่าที่ส่งผลต่อวิถีประชากร และพลวัตของเมทาประชากรและแหล่ง-อ่าง (source-sink dynamics) ที่เชื่อมโยงประชากรท้องถิ่นข้ามภูมิทัศน์ที่กระจัดกระจาย
Sub-topics
Core questions
- อะไรเป็นตัวกำหนดว่าประชากรจะเติบโต ลดลง หรือคงที่?
- ปัจจัยที่ขึ้นกับความหนาแน่นและไม่ขึ้นกับความหนาแน่นควบคุมขนาดประชากรอย่างไร?
- อัตราการเกิดและการตายที่จำเพาะเจาะจงตามอายุและระยะมีผลต่อพลวัตของประชากรอย่างไร?
- การกระจายตัวและโครงสร้างเชิงพื้นที่ส่งผลต่อการคงอยู่ของประชากรในภูมิทัศน์อย่างไร?
Key theories
- การเติบโตแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลและโลจิสติกส์
- ในสภาพแวดล้อมที่ไร้ขีดจำกัด ประชากรจะเติบโตแบบเรขาคณิต แต่เมื่อความหนาแน่นเพิ่มขึ้น การแข่งขันภายในสปีชีส์เพื่อทรัพยากรที่จำกัดจะชะลอการเติบโตเข้าสู่ขีดความสามารถในการรองรับ ทำให้เกิดเส้นโค้งโลจิสติกส์รูปตัว S ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญของทฤษฎีประชากรส่วนใหญ่
- การพึ่งพาความหนาแน่นและการควบคุม
- อัตราการเกิดและการตายต่อหัวที่เปลี่ยนแปลงไปตามความหนาแน่นจะให้ผลตอบรับเชิงลบที่มักจะทำให้ประชากรกลับสู่สมดุล ซึ่งแยกแยะปัจจัยควบคุมออกจากสิ่งรบกวนที่ไม่ขึ้นกับความหนาแน่นซึ่งเพียงแค่รบกวนจำนวนเท่านั้น
- พลวัตของเมทาประชากร
- สิ่งมีชีวิตหลายชนิดคงอยู่ได้ในฐานะกลุ่มประชากรท้องถิ่นที่เชื่อมโยงกันด้วยการกระจายตัว โดยที่การคงอยู่ของประชากรในระดับภูมิภาคขึ้นอยู่กับความสมดุลระหว่างการสูญพันธุ์ในท้องถิ่นและการตั้งถิ่นฐานใหม่ มากกว่าความเสถียรของพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง
Clinical relevance
แบบจำลองนิเวศวิทยาประชากรเป็นแนวทางในการจัดการสต็อกที่ถูกเก็บเกี่ยว การฟื้นฟูสปีชีส์ที่ใกล้สูญพันธุ์ การควบคุมศัตรูพืชและสิ่งมีชีวิตรุกราน และการคาดการณ์ว่าประชากรจะตอบสนองต่อการสูญเสียถิ่นที่อยู่และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างไร นี่คือบริบททางการศึกษา ไม่ใช่ข้อกำหนดในการจัดการ
History
เวอร์ฮูลสต์ (Verhulst) ได้นำเสนอสมการโลจิสติกส์ในช่วงทศวรรษ 1830 และเพิร์ล (Pearl) กับรีด (Reed) ได้ค้นพบสมการนี้อีกครั้งในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ล็อตก้า (Lotka) และโวลเทอร์รา (Volterra) ได้กำหนดสมการผู้ล่า-เหยื่อและการแข่งขันขึ้นมาโดยอิสระในช่วงทศวรรษ 1920 การถกเถียงเรื่องการพึ่งพาความหนาแน่นตามมาในช่วงกลางศตวรรษ และเลวินส์ (Levins) และต่อมาฮันสกี้ (Hanski) ได้พัฒนาทฤษฎีเมทาประชากรตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เป็นต้นมา
Debates
- การควบคุมที่ขึ้นกับความหนาแน่นเทียบกับการควบคุมที่ไม่ขึ้นกับความหนาแน่น
- นักนิเวศวิทยาถกเถียงกันมานานว่าประชากรส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยผลตอบรับที่ขึ้นกับความหนาแน่น หรือถูกขับเคลื่อนโดยปัจจัยที่ไม่ขึ้นกับความหนาแน่น เช่น สภาพอากาศ; มุมมองสมัยใหม่ถือว่าทั้งสองอย่างทำงานร่วมกัน โดยการควบคุมต้องอาศัยการพึ่งพาความหนาแน่นบางส่วน
Key figures
- Pierre-Francois Verhulst
- Raymond Pearl
- Alfred Lotka
- Vito Volterra
- Ilkka Hanski
Related topics
Seminal works
- begon2006
- gotelli2008
- hanski1998
Frequently asked questions
- ขีดความสามารถในการรองรับคืออะไร?
- ขีดความสามารถในการรองรับคือขนาดประชากรที่สภาพแวดล้อมหนึ่งๆ สามารถรองรับได้อย่างยั่งยืนเมื่อพิจารณาจากทรัพยากรที่มีอยู่; ในแบบจำลองโลจิสติกส์ มันคือความหนาแน่นที่อัตราการเกิดสมดุลกับอัตราการตายและการเติบโตหยุดลง
- เมทาประชากรคืออะไร?
- เมทาประชากรคือชุดของประชากรของสปีชีส์เดียวกันที่แยกจากกันในเชิงพื้นที่และเชื่อมโยงกันด้วยการกระจายตัวเป็นครั้งคราว โดยที่การคงอยู่ของประชากรในระดับภูมิภาคขึ้นอยู่กับความสมดุลระหว่างการสูญพันธุ์ในท้องถิ่นและการตั้งถิ่นฐานใหม่