Sinh thái học dân cư hoặc sinh học tự nhiên là một lĩnh vực sinh thái liên quan đến sự năng động của các quần thể loài và cách những quần thể này tương tác với môi trường. Đó là nghiên cứu về cách quy mô dân số của các loài thay đổi theo thời gian và không gian. Thuật ngữ Sinh thái dân số thường được sử dụng thay thế cho sinh học dân số hoặc động lực dân số.
Sự phát triển của sinh thái học dân cư nợ nần nhiều đến nhân khẩu học và bảng số liệu sinh học. Sinh thái học dân cư rất quan trọng trong sinh học bảo tồn, đặc biệt là trong việc phát triển phân tích khả năng sinh sống (PVA), nó cho phép dự đoán xác suất dài hạn của một loài tồn tại trong một môi trường sống nhất định. Mặc dù sinh thái học dân cư là một lĩnh vực của sinh học, nó cung cấp các vấn đề thú vị cho các nhà toán học và các nhà thống kê làm việc trong động lực dân số.
Term | Definition |
---|---|
Species population | All individuals of a species. |
Metapopulation | A set of spatially disjunct populations, among which there is some immigration. |
Population | A group of conspecific individuals that is demographically, genetically, or spatially disjunct from other groups of individuals. |
Aggregation | A spatially clustered group of individuals. |
Deme | A group of individuals more genetically similar to each other than to other individuals, usually with some degree of spatial isolation as well. |
Local population | A group of individuals within an investigator-delimited area smaller than the geographic range of the species and often within a population (as defined above). A local population could be a disjunct population as well. |
Subpopulation | An arbitrary spatially delimited subset of individuals from within a population (as defined above). |
Nguyên tắc này trong sinh thái học dân cư là cơ sở để xây dựng các lý thuyết tiên đoán và kiểm tra như sau:
Các mô hình dân số đơn giản thường bắt đầu với bốn biến số quan trọng (bốn quy trình nhân khẩu học) bao gồm tử, sinh, nhập cư và di cư. Các mô hình toán học được sử dụng để tính toán sự thay đổi dân số và tiến hóa dân số giữ giả thuyết (hoặc giả thuyết không có) không có ảnh hưởng bên ngoài. Các mô hình có thể phức tạp hơn về mặt toán học khi “… một vài giả thuyết có tính cạnh tranh đồng thời phải đối mặt với dữ liệu.” Ví dụ, trong một hệ thống khép kín mà nhập cư và di dân không diễn ra, tỷ lệ thay đổi về số lượng cá thể trong một quần thể có thể được mô tả như sau:
trong đó N là tổng số cá thể trong quần thể, B là số sinh thô, D là số người chết, b và d là tỷ lệ sinh và số chết tương ứng, và r là số trung bình trên đầu người số con còn sống sót mà mỗi cá nhân có. Công thức này có thể được đọc vì tỷ lệ thay đổi trong dân số (dN / dT) bằng số sinh trừ tử vong (B – D)
Sử dụng các kỹ thuật này, nguyên tắc dân số của Malthus đã được chuyển đổi thành một mô hình toán học được gọi là phương trình hậu cần:
trong đó N là mật độ sinh khối, a là tỷ lệ thay đổi bình quân đầu người, và K là năng lực vận chuyển của quần thể. Công thức có thể được đọc như sau: tỷ lệ thay đổi dân số (dN / dT) bằng tăng trưởng (aN) bị giới hạn bởi năng lực vận chuyển (1-N / K). Từ những nguyên tắc toán học cơ bản, kỷ luật sinh thái học dân cư mở rộng vào một lĩnh vực điều tra truy vấn các nhân khẩu học của các nhóm thực và kiểm tra các kết quả này so với các mô hình thống kê. Lĩnh vực Sinh thái học dân số thường sử dụng dữ liệu về lịch sử cuộc sống và đại số ma trận để phát triển các ma trận chiếu về tính dồi dào và sự sống sót. Thông tin này được sử dụng để quản lý các loài động vật hoang dã và thiết lập hạn ngạch khai thác
Geometric populations
Tổng số loài bướm đêm operophtera brumata (bướm đêm) là hình học.
Mô hình dân số dưới đây có thể được thao tác để tính toán về mặt toán học một số tính chất của các quần thể hình học. Dân số có quy mô tăng theo hình học là một dân số mà các thế hệ sinh sản không chồng lấn nhau. Trong mỗi thế hệ, có một kích thước dân số hiệu quả được biểu thị là Ne tạo thành số lượng cá thể trong dân số có khả năng sinh sản và sẽ sinh sản trong bất kỳ thế hệ sinh sản nào được quan tâm . Trong mô hình dân số dưới đây giả định rằng N là kích thước dân số có hiệu quả