
Příklad - populace strukturovaná podle plodnosti
Uvažujme opět model Prolog (9) popisující vývoj populace, v níž lze jedince rozlišit na juvenilní a dospělé (plodné). Projekční matice populace je tvaru
kde
Charakteristicky polynom matice je na levé straně rovnost Modely s konstantní projekční maticí (4), takže dominantní vlastní hodnota (závisející na všech parametrech) je podle Modely s konstantní projekční maticí (6) rovna
Odtud je vidět, že právě tehdy, když
Zejména
|
(1) |
a právě tehdy, když
Jinak řečeno, populace s bezprostředním dospíváním nevymírá právě tehdy, když plodnost násobená pravděpodobností přežití juvenilních jedinců není menší než úmrtnost dospělých.
Každý z ekologických (demografických) parametrů modelu může záviset na velikosti populace nebo na jejím složení (relativním nebo absolutním zastoupením jednotlivých tříd). Velká populace, tj. velká vnitrodruhová konkurence, může omezovat přežití, rychlost dospívání i plodnost:
|
|
(2) | |
|
|
(3) | |
|
|
(4) | |
|
|
(5) |
Parametry
lze interpretovat jako pravděpodobnosti přežití juvenilních jedinců, přežití plodných jedinců, maturace během projekčního intervalu a specifickou plodnost dospělých jedinců (v tomto pořadí) za předpokladu, že se neprojevuje vnitrodruhová konkurence. Parametry
udávají „velikost vlivu“ vnitrodruhové konkurence na přežití, dobu dospívání a plodnost. Všechny parametry jsou nezáporné; pro pravděpodobnosti
platí:
tj. juvenilní jedinec dospěje v konečném čase,
tj. v reálné populaci nemohou všichni jedinci zemřít před dosažením plodnosti,
tj. dospělí jedinci nemohou neumírat.
Parametry a
budeme chápat jako funkce vektoru
Označme
pokud poslední limita existuje. Platí: Je-li pak
tj. populace dlouhodobě přežívá a její velikost je omezená.
Jsou-li funkce a
dány rovnostmi Modely s interní variabilitou (2)-Modely s interní variabilitou (5), pak
|
pokud
|
|
|
pokud
|
|
|
pokud
|
|
|
pokud
|
|
dále
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a funkce je spojitou funkcí svých proměnných. Odtud plyne:
- pokud plodnost závisí na velikosti populace podle vztahu Modely s interní variabilitou (5) s
a ostatní parametry modelu jsou konstantní, pak velikost populace nemůže růst neomezeně (neboť
) - stabilizace populace zmenšením plodnosti při velké populační hustotě;
- pokud převrácená hodnota doby dospívání závisí na velikosti populace podle vztahu Modely s interní variabilitou (4) s
a ostatní parametry jsou konstantní, přičemž přežívání juvenilních jedinců není jisté (
), pak populace nemůže růst neomezeně - stabilizace populace odložením reprodukce při velké populační hustotě (pojem „odložení reprodukce“ zní jako aktivní schopnost jedince se tak rozhodnout, u mimolidských populací se však většinou jedná o zpomalení růstu a dospívání jedinců, tj. o pasivní odezvu na prostředí);
- pokud pravděpodobnost přežití juvenilních jedinců závisí na velikosti populace podle vztahu Modely s interní variabilitou (2) s
a ostatní parametry jsou konstantní, pak populace nemůže růst neomezeně - stabilizace populace zvětšením úmrtnosti juvenilních jedinců (nebo infanticidou) při velké populační hustotě;
- i když pravděpodobnost přežití dospělých jedinců závisí na velikosti populace podle vztahu Modely s interní variabilitou (3) s
může populace růst neomezeně; k tomu například dojde, když plodnost je velká,
Stejné úvahy se stejnými závěry lze provést i v případě, že parametry a
závisí na velikosti populace jiným způsobem, než podle vztahů Modely s interní variabilitou (2)-Modely s interní variabilitou (5), ale stále mají vlastnost
Na obrázku Modely s interní variabilitou 1 vlevo je znázorněna dynamika populace, jejíž ekologické (demografické) charakteristiky
nezávisejí na populační hustotě. Na obrázcích Modely s interní variabilitou 1 vpravo, Modely s interní variabilitou 2, Modely s interní variabilitou 3 vlevo jsou příklady populace se stejnými hodnotami parametrů
a
takových, že právě jeden z ekologických (demografických) parametrů závisí na velikosti (hustotě) populace. U populace na obr. Modely s interní variabilitou 3 vlevo se projevuje vliv vnitrodruhové konkurence na přežití dospělých jedinců (např. vnitrodruhová agresivita rostoucí s populační hustotou); tento vliv však nezajistí regulaci velikosti populace. Vliv vnitrodruhové konkurence na přežití dospělých stabilizuje velikost populace při nižší plodnosti, obr. Modely s interní variabilitou 3 vpravo.
|
|
Obr. 1. Vývoj populace strukturované podle plodnosti.
Použité parametry: Vlevo: Ekologické parametry nezávisí na velikosti populace, tj. Vpravo: Plodnost Stabilizace populace omezením plodnosti.
|
Obr. 2. Vývoj populace strukturované podle plodnosti.
Použité parametry: Vlevo: Dospívání a v důsledku
Vpravo: Přežití juvenilních parametry nikoliv, tj. |
Obr. 3. Vývoj populace strukturované podle plodnosti.
Použité parametry: Vlevo: Přežití dospělých
Zpomalení růstu zvětšením úmrtnosti dospělých.
Vpravo: Přežití dospělých Stabilizace populace zvětšením úmrtnosti dospělých.
|