인구생태학

Population ecology
해파리[1] 고유종과 침입종의 개체군 동향 지도
증가(확률 높음)
증가(확률 낮음)
안정적/변동적
감소하다
데이터 없음

인구생태학은 종 인구의 역학관계와 이러한 개체군이 출생률과 사망률환경과 어떻게 상호작용하고 이민이민에 의해 이루어지는지를 다루는 생태학의 하위 분야다.[2]

이 규율은 생물학, 특히 특정 서식지에서 지속되는 종의 장기적인 확률을 예측할 수 있는 개체군 생존 가능성 분석의 개발에 중요하다.[3]인구 생태학은 생물학의 하위 분야지만 인구 역학에서 일하는 수학자통계학자들에게 흥미로운 문제를 제공한다.[4]

역사

1940년대에 생태학은 환경 관련 개별 종에 대한 연구인 자동 생태학과 환경과 관련된 종들의 집단들에 대한 연구인 중핵학으로 나뉜다.자폐학(고대 그리스어: αατοο, auto, "self", ίκοος, oikos, "house", όγοςςς, "knowledge")이란 용어는 개별 유기체에 의한 환경에의 적응과 같은 생활 주기나 행동과 같은 개념과 대략 같은 연구 분야를 말한다.1953년 저술한 유진 오덤은 중핵학을 인구생태학, 공동체생태학, 생태학으로 구분하여, 자기생태학을 '종 생태학'(오둠은 '자생생물학'을 고어로 간주함)으로 개칭하여 생태의 4개 세분화가 존재하도록 하였다.[2]

용어.

개체군은 같은 종의 상호 작용하는 유기체의 집단으로 정의된다.모집단의 인구통계학적 구조는 모집단이 종종 정량화되는 방법이다.한 모집단의 총 개체 수는 모집단 크기로 정의되며, 이러한 개체가 얼마나 밀집되어 있는지를 모집단 밀도로 정의한다.인구의 지리적 범위도 있는데, 이 범위에는 (온도와 같은) 한 종이 견딜 수 있는 한계가 있다.

인구 규모는 1인당 인구 증가율(인구 중 개인당 인구 규모가 변하는 비율)에 의해 영향을 받을 수 있다.출생, 사망, 이민, 이민률 모두 성장률에 중요한 역할을 한다.인구의 1인당 최대 성장률은 본질적인 증가율로 알려져 있다.

개체군에서 운반 용량은 환경이 유지할 수 있는 종의 최대 개체 크기로 알려져 있으며, 이는 가용 자원에 의해 결정된다.많은 고전적인 모집단 모델에서 r은 본질적인 성장률로 나타나는데 여기서 K는 운반능력이고 N0은 초기 모집단 규모다.[5]

생태학 연구에서[6] 개인의 자연 그룹을 설명하는 데 사용되는 용어
용어 정의
종군수 한 종의 모든 개인들.
메타포폴레이션 공간적으로 분리된 모집단의 집합이며, 그 중 일부 마이그레이션이 있다.
인구 인구통계학적으로, 유전적으로, 또는 공간적으로 다른 개인 그룹과 분리되는 특정 개인 그룹.
집계 공간적으로 군집화된 개인 그룹.
데미 다른 개인보다 유전적으로 더 유사한 개인들의 집단으로, 보통 어느 정도의 공간적 고립도 있다.
지역인구 종의 지리적 범위보다 작고 종종 개체군 내에서(위에서 정의한 대로) 조사자가 지정한 영역 내의 개인 그룹.지역 인구도 분리 인구가 될 수 있다.
하위 인구 위에서 정의한 대로 모집단 내에서 임의로 공간적으로 구분된 개인 하위 집합.
이민 시간에 따라 모집단에 가입하는 개인 수입니다.[7]
이민 시간에 따라 모집단을 떠나는 개인 수입니다.[7]

인구역학

인구생태학의 발달은 인구역학이라고 알려진 수학모델에 힘입은 바가 크다. 이는 원래 18세기 말과 19세기 초에 인구통계학에서 파생된 공식이었다.[8]

인구 역학의 시작은 맬서스의 성장 모델로 공식화된 [9]맬서스의 작품으로 널리 간주되고 있다.맬서스에 따르면, 조건(환경)이 일정하게 유지된다고 가정하면(체테리스 패러버스) 인구는 기하급수적으로 증가(또는 감소)할 것이라고 한다.[8]: 18 이 원리는 맬서스의 인구학적 모델을 정제하고 조정하는 19세기 초의 벤자민 곰퍼츠피에르 프랑수아 베르훌스트연구와 같은 인구학적 연구와 같은 이후의 예측 이론의 근거를 제공하였다.[10]

좀 더 일반적인 모델 제형은 1959년 F. J. 리차드에 의해 제안되었고,[11] 사이먼 홉킨스에 의해 더욱 확대되었으며, 이 시몬 홉킨스는 곰퍼츠, 베르훌스트, 그리고 루드비히베르탈란피의 모델을 일반 제형의 특별한 사례로 다루고 있다.로트카-볼테라 포식자-프리 방정식은 대안 아르디티-긴츠부르크 방정식뿐만 아니라 또 다른 유명한 예다.

지수 vs.로지스틱 성장

성장 모델을 설명할 때, 사용할 수 있는 두 가지 유형의 모델이 있다: 지수 모델과 로지스틱 모델이다.

인구 규모와 관계없이 1인당 증가율이 같은 양의 값을 가져갈 때 지수적인 성장세를 보인다.

인구가 최대 한계에 도달하면서 1인당 증가율이 감소할 때 그래프는 로지스틱 성장을 보여준다.[12]

어업 및 야생동물 관리

어업야생동물 관리에서 인구는 세 가지 동적 비율 기능에 의해 영향을 받는다.

  • 선천성 또는 출생률, 종종 모집인 경우가 있는데, 이것은 일정한 크기나 생식 단계에 도달한다는 것을 의미한다.보통 물고기가 그물에 걸려 셀 수 있는 나이를 말한다.
  • 개인의 성장과 몸길이를 측정하는 인구 증가율.종종 생물총량으로 개체수를 측정하는 어업에서 더 중요하다.
  • 수확사망률과 자연사망률을 포함하는 사망률.자연사망률에는 인간이 아닌 포식, 질병, 노령 등이 포함된다.

N이1 시간 1의 개인 수라면

여기서 N0 시간 0의 개인 수, B는 출생한 개인 수, D는 죽은 개인 수, I는 이민 간 숫자, E는 시간 0과 시간 1 사이에 이민 간 숫자.

우리가 이러한 비율을 여러 시간 간격에 걸쳐 측정한다면, 우리는 인구의 밀도가 시간에 따라 어떻게 변화하는지 결정할 수 있다.이민과 이민은 존재하지만 대개 측정되지 않는다.

이 모두는 장기적 인구 안정성이나 평균 인구 규모에 영향을 주지 않고 모집단에서 수확할 수 있는 개체 수인 수확 가능한 잉여를 결정하기 위해 측정된다.수확 가능한 잉여물 내의 수확물을 "보상적" 사망률이라고 하는데, 여기서 수확물 사망자는 자연적으로 일어났을 사망을 대신한다.그 수준 이상의 수확은 자연적으로 발생할 수 있는 사망의 수를 더하기 때문에 "중독적" 사망률이라고 불린다.이러한 용어들이 반드시 인구관리에서 각각 "좋은" 용어와 "나쁜" 용어로 판단되는 것은 아니다.예를 들어, 어류 및 게임 에이전시는 적층사망률을 통해 사슴의 개체수를 줄이는 것을 목표로 할 수 있다.벅스는 벅스 경쟁을 증가시키기 위한 대상이 될 수도 있고, 번식과 따라서 전체 인구 규모를 감소시키기 위한 대상이 될 수도 있다.

많은 물고기와 다른 야생 동물의 관리를 위해, 목표는 종종 최대 지속 가능한 수확량이라고도 알려진, 가능한 가장 큰 장기 지속 가능한 수확량을 달성하는 것이다.위의 모델 중 하나와 같은 모집단 동적 모델을 고려할 때, 평형 상태에서 가장 큰 수확 가능 잉여를 생산하는 모집단 크기를 계산할 수 있다.[13]반면 인구 동적 모델의 통계와 최적화 물고기와 게임을 수확 제한을 두기와 함께의 사용 scientists,[14]사이에서 논란이 되는 것이 더 인간의 판단에 잘못된 모델과 천연 자원 관리 학생들을 극대화하기 위해 경쟁했다 컴퓨터 실험에서 사용보다 더 효과적인 것으로 밝혀졌다. yield는 두 개의 가상 어업에서 ld.[15][16]비직관적인 결과의 예를 들면, 어업은 자연 보호구역의 형태로 인간의 포식으로부터 가까운 에 피신처가 있을 때 더 많은 물고기를 생산하여, 전체 지역이 어업에 개방되었을 때보다 더 높은 어획을 초래한다.[17][18]

R/K 선택

그것의 가장 기본적인 수준에서, 상호 특정 경쟁은 유사한 자원을 이용하는 두 종을 포함한다.그것은 빠르게 더 복잡해 지지만, 모든 합병증의 현상을 없애면, 이것이 기본 원칙이다: 두 소비자가 같은 자원을 소비한다는 것이다.[19]: 222

인구 생태학에서 중요한 개념은 r/K 선택 이론이다.예를 들어, 만약 동물이 한 마리 또는 몇 마리의 새끼를 낳거나, 또는 새끼들에게 많은 노력이나 적은 노력을 할 수 있는 선택권이 있다면, 이것들은 모두 트레이드오프의 예들이다.종들이 번성하기 위해서는 자신에게 가장 좋은 것을 선택해야 하며, 이를 통해 r종과 K종 사이의 명확한 구분이 이루어지게 된다.[20]

첫 번째 변수는 r(인구 규모의 자연증가율, 밀도 독립)이고 두 번째 변수는 K(인구 이동능력, 밀도에 따라 달라짐)[21]이다.r이 선택된 종(예[22]: 진딧물과 같은 많은 종류의 곤충)은 번식률이 높고, 젊은 층에 대한 부모의 투자 수준이 낮으며, 개인이 성숙하기 전에 사망률이 높은 종이다.진화는 r선별 종에서 생산성을 선호한다.

이와는 대조적으로 K가 선택한 종(인간 등)은 분만율이 낮고, 젊은 층에 대한 부모의 투자 수준이 높으며, 개인이 성숙함에 따라 사망률이 낮다.K가 선택한 종의 진화는 더 많은 자원의 자손을 더 적은 자손으로 전환하는 효율을 선호한다.[23][24]K가 선택한 종은 일반적으로 더 강한 경쟁을 경험하며, 그 곳에서 개체수는 일반적으로 운반 용량에 가깝게 산다.이 종들은 자손에게 많은 투자를 하고, 그 결과 장수하는 유기체들이 생기고, 성숙하는 기간이 길어진다.K가 선택한 종들의 자식은 일반적으로 부모의 보살핌과 양육이 심하기 때문에 생존 확률이 더 높다.[20]

하향식 및 상향식 컨트롤

하향식 컨트롤

몇몇 개체군에서는 영양 수준이 낮은 유기체들이 상단의 유기체들에 의해 통제된다.이것은 하향식 제어로 알려져 있다.

예를 들어, 상위 육식동물의 존재는 초식동물의 개체수를 억제한다.만약 생태계에 상위 육식동물이 없다면 초식동물의 개체수가 급격히 증가하여 모든 식물을 잡아먹게 될 것이다.이 생태계는 결국 붕괴될 것이다.[25]

상향식 컨트롤

반면 상향 조정은 생태계의 생산자들에 의해 추진된다.만약 식물 개체수가 변화한다면, 모든 종의 개체수는 영향을 받을 것이다.

예를 들어, 식물 개체수가 크게 감소하면 초식동물 개체수도 감소하고, 이로 인해 육식동물 개체수도 감소하게 된다.따라서 식물이 모두 사라지면 생태계가 무너질 수밖에 없다.또 다른 예는 이용 가능한 식물이 너무 많다면, 두 초식동물 집단이 같은 음식을 위해 경쟁할 수 있다는 것이다.그 경쟁은 결국 한 명의 인구를 제거하게 될 것이다.[25]

모든 생태계가 하향식이어야 하는가, 상향식이어야 하는가?

생태계는 하향식 또는 상향식일 필요가 없다.때로는 해양 생태계처럼 생태계가 바닥을 치고 있다가 어업으로 인해 톱다운(top-down)하는 경우가 있다.[26]

생존 곡선

생존 곡선은 연령에 따른 인구 분포를 보여준다.생존 곡선은 세대, 인구 또는 심지어 다른 종을 비교할 수 있는 중요한 것이다.[27]

인간과 대부분의 다른 포유류들은 나이가 들면서 죽음이 발생하기 때문에 1종류의 생존을 가지고 있다.일반적으로 제1종 생존 곡선은 K-선택 종을 특징으로 한다.

제2형 생존은 어떤 연령의 죽음도 똑같이 가능성이 있다는 것을 보여준다.

제3형 곡선은 젊은 나이에서 살아남는 사람이 적다는 것을 나타내지만, 특정 나이 이후에는 개인이 생존할 가능성이 훨씬 더 높다.III형 생존은 전형적으로 r-선택된 종을 특징으로 한다.[28]

메타포폴레이션

모집단은 또한 "측정학" 개념을 통해 연구되고 개념화된다.메타포메이션 개념은 1969년에 도입되었다.[29]

"지역적으로 멸종되고 다시 식민지화 되는 인구 집단으로서"[30]: 105

메타포화 생태학은 다양한 수준의 품질의 패치로 경관을 단순화한 모델이다.[31]패치가 사용 중이거나 사용 중이 아니다.패치 사이에서 이동하는 이주민들은 원천 또는 싱크대로서 메타프로젝트로 구성된다.소스 패치는 다른 패치 위치에 계절적으로 이주민을 공급하는 생산적인 사이트다.싱크대는 이주민만 받는 비생산적인 현장이다.메타포메이션 용어에는 이민자(패치를 남기는 개인)와 이민자(패치로 이동하는 개인)가 있다.메타포메이션 모델은 공간 및 인구통계학적 생태계에 대한 질문에 답하기 위해 시간이 지남에 따라 패치 역학을 검토한다.메타포화 생태학에서 중요한 개념은 구조 효과인데, 계절적으로 새로운 이민자들이 유입되어 낮은 품질의 작은 조각들(즉, 싱크대)이 유지된다.메타포메이션 구조는 건년 등 일부 패치가 싱크대인 연도별로 진화해 여건이 더 유리할 때 공급원이 된다.생태학자들은 컴퓨터 모델과 현장 연구를 혼합하여 메타포메이션 구조를 설명한다.[32]

저널스

인구생태학회(원래 인구생태학 연구)라는 제목의 첫 학술지는 1952년 발간됐다.[33]

인구 생태학에 관한 과학 논문은 동물 생태학 저널, 오이코스 등에서도 찾아볼 수 있다.

참고 항목

참조

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참고 문헌 목록

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