Inhoud
In een ecosysteem komen verschillende levensgemeenschappen voor met elk een eigen soortensamenstelling. Alle individuen van één soort vormen een populatie. Om meer duidelijkheid te krijgen over de stand van zaken van de verschillende populaties, kun je verschillende aspecten onderzoeken, zoals:
- de populatiegrootte
- de populatiedichtheid
- de soorten- en seksesamenstelling
- de populatiegroei in de loop van de tijd
Gegevens over populaties zijn belangrijk voor onder andere een goed natuurbeheer.
Populatiegrootte en -dichtheid
Alle levende organismen in een ecosysteem vormen samen een levensgemeenschap. Alle individuen van één soort vormen een populatie.
Elke populatie heeft bepaalde karakteristieke kenmerken, zoals het aantal individuen per oppervlakte-eenheid, de leeftijdsopbouw, het aantal mannetjes en vrouwtjes en het geboorte- en sterftecijfer.
Gegevens over populaties zijn belangrijk voor een goed natuurbeheer. Daarbij is de populatiegrootte, de groei van de populatie en de samenstelling van belang.
Populatiegrootte bepalen - 1
Om de populatiegrootte in een gebied te bepalen, kun je het aantal individuen tellen. Voor een beperkt gebied en een fysiek grote soort is dat haalbaar. In de meest gevallen echter niet.
Een aantal methodes kun je gebruiken:
1. Steekproef nemen (kwadrantenmethode)
Het ecosysteem wordt verdeeld in hokken (kwadranten). Van elk kwadrant bepaal je of de soort erin voorkomt en je telt het aantal individuen.
Om een betrouwbaar resultaat te krijgen doe je hetzelfde in nog een aantal kwadranten in het ecosysteem. Vervolgens vermenigvuldig je het (gemiddelde) aantal individuen in een kwadrant met het totale oppervlak om de populatiegrootte te bepalen. Deze methode geeft tegelijkertijd informatie over de populatiedichtheid. Een variant op deze methode is het lopen van een vaste route door een gebied en te tellen hoeveel individuen van een soort je onderweg langs de route ziet.
Populatiegrootte bepalen - 2
2. Vangen en terugvangen
Voor meer beweeglijke soorten schat je de populatiegrootte door dieren te vangen, te merken en weer terug te zetten. Bij een tweede vangst vang je opnieuw weer een aantal dieren, een deel hiervan zal gemerkt zijn. De populatiegrootte bepaal je door:
In schema weergeven:
\(\frac{Grootte\ populatie\ =\\ aantal\ individuen\ bij\ 2^e\ vangst} {aantal\ gemerkte\ individuen} \times \begin {align*} {aantal\ individuen\ bij\ 1^e} \\ {vangst\ gevangen\ en\ gemerkt}\\ \end{align*} \)
Door dit een aantal malen te herhalen, ontstaat een steeds nauwkeuriger schatting van de populatiegrootte.
Populatiedichtheid
De populatiedichtheid = het aantal individuen / oppervlakte-eenheid (op het land) of per volume-eenheid (in het water).
De populatiedichtheid is afhankelijk van allerlei omstandigheden en kan van jaar tot jaar verschillen.
Vier factoren beïnvloeden de populatiegrootte en daarmee dus de populatiedichtheid:
- geboortecijfer: het aantal jongen dat per jaar geboren wordt;
- het sterftecijfer: het aantal dieren dat per jaar dood gaat;
- emigratie: het aantal dieren dat per jaar wegtrekt en niet meer terugkomt.
- immigratie: het aantal dieren per jaar dat van elders komt en zich blijvend vestigt.
Wanneer je over een langere periode gegevens verzamelt, blijkt de populatiedichtheid rondom een bepaalde waarde te schommelen.
Wanneer het geboortecijfer en sterftecijfer, gerekend over een bepaalde periode, ongeveer gelijk aan elkaar zijn spreek je van een stabiele populatie.
Hoe hoger de dichtheid van een populatie, des te meer voedsel er nodig is. Zodra dat niet meer lukt, sterven er dieren en wordt de dichtheid lager.
Emigratie, immigratie en draagkracht
Bij een te hoge dichtheid van een populatie hebben organismen de volgende mogelijkheden: verhongeren of op zoek gaan naar een nieuw leefgebied ofwel emigratie. Door emigratie en sterfte blijft de dichtheid van populaties dus vrij constant.
De maximale populatiegrootte die over langere tijd in een ecosysteem wordt gehandhaafd wordt bepaald door de draagkracht van een gebied. Een factor als voedselaanbod bepaalt dat slechts een beperkt aantal dieren in een gebied kan leven. De populatiedichtheid is afgestemd op de draagkracht van de omgeving.
Als de draagkracht toeneemt kan een gebied te maken krijgen met immigratie.
Dieren en/of planten vestigen zich in een gebied omdat bijvoorbeeld de hoeveelheid voedsel is toegenomen.
Groei van een populatie
De populatiegrootte in een bepaald gebied (ecosysteem) is afhankelijk van:
- het geboortecijfer (N) = aantal jongen per jaar geboren;
- het sterftecijfer (M) = aantal dieren dat doodgaat per jaar;
- de emigratie (E) = aantal dieren dat per jaar wegtrekt en niet meer terugkomt;
- de immigratie (I) = aantal dieren dat per jaar van elders komt en zich blijvend vestigt.
Populatiegrootte (P) = (N +I) - (M +E)
Een factor als voedselaanbod bepaalt dat een beperkt aantal dieren in een gebied kan leven. Bij een te hoge dichtheid van een populatie zullen de organismen verhongeren (sterftecijfer stijgt) of op zoek gaan naar een nieuw leefgebied ofwel emigratie. Bij een toenemende hoeveelheid beschikbaar voedsel immigreren organismen naar het desbetreffende gebied en neemt het geboortecijfer toe.
De maximale populatiegrootte van een populatie die een ecosysteem kan verdragen, noem je de draagkracht. Wanneer je over een langere periode gegevens verzamelt, schommelt de populatiedichtheid meestal rondom een bepaalde waarde. Je spreekt dan van een stabiele populatie.
Beperkte en onbeperkte groei van een populatie
Of en hoe een populatie kan groeien, is afhankelijk van de draagkracht van een gebied. De menselijke populatie groeit exponentieel.
Je kunt je afvragen of de draagkracht van het wereldwijde ecosysteem voldoende is voor de snel groeiende menselijke populatie.
Put de mens zijn omgeving uit? Kan dat leiden tot een ineenstorting van de menselijke populatie?
Onbeperkte groei van een populatie
Een populatie zal zich onder ideale omstandigheden binnen een relatief korte tijd verdubbelen.
De populatiegroei is exponentieel. Het geboortecijfer is dan veel groter dan het sterftecijfer. De toename van de populatiegrootte in de tijd kun je weergeven als een J-curve.
Een dood dier is voor bacteriën in het begin een onbeperkte voedselbron. De bacteriën vermenigvuldigen zich tot ongekende aantallen. Datzelfde geldt voor planten op een nieuw opgespoten bouwterrein. Binnen enkele maanden is het terrein ingenomen door zogenaamde pioniersplanten. Als er dus ruimte en voedsel beschikbaar komen, dan kan een populatie onbeperkt groeien totdat de maximumgrens bereikt wordt en de populatie weer instort.
Beperkte groei van een populatie
In een ecosysteem veranderen de leefomstandigheden (abiotische en biotische factoren) voortdurend. Het voedselaanbod bijvoorbeeld kan sterk wisselen. Daardoor is de omvang van een populatie niet constant.
Door bijvoorbeeld een extra voedselbron, het wegvallen van predators, beschermingsmaatregelen of een klimaatsverandering kan een populatie snel in omvang toenemen. Uiteindelijk zal zich weer een nieuw evenwicht instellen dat is afgestemd op de nieuwe draagkracht van het ecosysteem.
De groei en het bereiken van een evenwicht met een stabiele populatie, kun je weergeven in een S-curve.
Uit het feit dat de populatie stabiel blijft en niet meer groeit, kun je afleiden dat de draagkracht van het gebied is bereikt.
Instorten van een populatie
Een populatie die snel in omvang groeit zal op een gegeven moment tegen zijn biotische en/of abiotische grenzen lopen. De groei van een bacteriënpopulatie in een dood dier neemt snel af zodra de organische stoffen zijn verbruikt. De meeste bacteriën gaan dan dood door voedselgebrek en de populatie stort in elkaar.
Hetzelfde kan gebeuren als bijvoorbeeld het leefgebied voor een populatie olifanten te klein wordt en er voedselgebrek ontstaat. De dieren eten eerst alles op wat er te eten valt. Daarna zal de populatie door sterfte en emigratie instorten.
