Модель рівноваги системи хижак-жертва

4.4.3.5. Модель рівноваги системи хижак-жертва

Подібно як показники народжуваності та смертності розташовані в основі моделі росту чисельності популяції, так показники поповнення (за рахунок розмноження чи імміграції) та виїдання жертви розташовані в основі моделі рівноваги системи хижак-жертва. Якщо поповнення перевищує виїдання, то показник жертви збільшується, і навпаки, якщо виїдання перевищує поповнення, то він скорочується (рис. 4.37). Точки перетину кривих поповнення і виїдання є одночасно точками стійкої рівноваги для популяції жертви. Таких точок три: верхня та нижня є точками стійкої рівноваги, поблизу яких відбувається регуляція чисельності популяції; середня – це точка нестійкої проміжної рівноваги, через яку популяція проходить на шляху від однієї точки стійкої рівноваги до іншої.

Рис. 4.37. Швидкість виїдання популяції жертви і її поповнення в гіпотетичній системі хижак-жертва. Чорним показано чисте зростання чисельності жертви, а білим – її скорочення. Коли виїдання перевищує поповнення, популяція жертви скорочується, і навпаки (показано стрілками). Точки а і с відповідають точкам стійкої рівноваги для популяції жертви; точка а відображає регуляцію чисельності популяції хижаками; точка с – регуляцію харчовими та іншими ресурсами; k – координатна вісь.

Точка рівноваги відповідає ситуації, за якої популяція жертви регулюється головним чином кормовими й іншими ресурсами середовища, а вплив хижаків має другорядний характер. У точці а хижаки доводять чисельність популяції жертви до рівня, який менший від ємності середовища.
До речі, вплив хижаків на популяцію жертви у точці а досить нестійкий. Якщо сильні морози або із зовні занесена хвороба зменшать популяцію хижака і втримають її на низькому рівні протягом тривалого часу, за яким популяція жертви встигне перейти за точку Ь, то зростання її чисельності буде тривати незалежно від того, відбудеться чи не відбудеться відновлення популяції хижака. Ця ситуація досить часто трапляється в сільському господарстві, де шкідник, чисельність якого звичайно втримується на безпечному для посівів рівні хижаками і паразитами, дає раптово загрозливий спалах. Після такого спалаху хижаки (наприклад, птахи) вже не в змозі регулювати популяцію шкідника доти, доки яка-небудь подія в середовищі (хоча б внесення пестицидів) не знищить чисельність цієї популяції, тобто не поверне її в сферу впливу хижака.
Користуючись діаграмою швидкостей виїдання і поповнення жертви (рис. 4.37), можна прогнозувати наслідки різних рівнів впливу хижака на чисельність популяції жертви (рис. 4.38). Неефективні хижаки не можуть регулювати популяції жертви при низькій її щільності: вони несуттєво зменшують чисельність жертви, але її популяція залишатиметься поблизу рівня рівноваги, який встановлюється наявними в середовищі ресурсами (рис. 4.38, А, точка с). Зростання ефективності хижаків при низькій щільності жертви може привести до регулювання з боку хижака у точці а (рис. 4.38, Б).

Рис. 4.38. Криві виїдання і поповнення популяції жертви при різних інтенсивностях хижацтва. Чорним вказано чисте зростання чисельності жертви, а білим – її скорочення. Інші пояснення в тексті.

Якщо функціональні та чисельні реакції достатні для підтримки щільностей хижаків або ж якщо чисельність жертви порівняно з рівнем хижаків обмежена низькою ємністю середовища, то хижаки можуть ефективно регулювати популяцію жертви в будь-яких обставинах, і тоді точка рівноваги зникає (рис. 4.38, В). Розглянемо і таку ситуацію, коли внаслідок інтенсивного хижацтва популяція жертви виїдається до повного зникнення (рис. 4.38, Г) (точка рівноваги відсутня). Подібну ситуацію можна створити в лабораторних умовах, оскільки в природному середовищі це можливо лише тоді, коли хижак має якийсь альтернативний корм. У біологічних методах боротьби зі шкідниками, на думку екологів, ефективність використання хижаків і паразитів даного шкідника можна підвищити, постачаючи їх якою-небудь альтернативною жертвою.