Пространственно-функциональная структура популяции

Пространственная неоднородность территории является важнейшим фактором, определяющим устойчивое существование популяции. Эколого-климатические факторы, проявляя свою прерывистость в пространственно-временных масштабах, формируют некоторую экологическую мозаику среды обитания природных популяций животных и растительных ценопопуляций. На эту естественную мозаичность природных биоценозов накладывается неоднородность полей загрязнения, вызванная спецификой воздушных потоков, особенностями рельефа местности и другими геофизическими параметрами территории. Независимое сочетание природных и антропогенных факторов имеет следствием не просто различные уровни накопления токсических веществ в отдельных элементах биоценозов, но и связанную с этим различную меру их деградации, создавая тем самым мозаичную по условиям существования среду обитания живых организмов.

При рассмотрении пространственно-временных аспектов экологической токсикологии необходимо исходить из положения С. С. Шварца (1967), согласно которому популяция организмов представляет совокупность микропопуляций, связанных друг с другом общностью происхождения из единых популяционных стаций резервации. Интересующему нас популяционному уровню организации должна соответствовать некоторая система пространственно-временных группировок организмов с малым или средним радиусами активности (например, популяции мелких млекопитающих).

Например, у мелких млекопитающих в рамках химически деградированных территорий могут сохраняться локальные стации, пригодные для существования ядра популяции. Группировки со стабильной структурой в этом случае поддерживают оптимальную плотность популяции за счет упомянутых выше авторегуляторных механизмов, обеспечивая поддержание репродуктивного потенциала всей популяции. По концепции И. А. Шилова (1991), возможны также периферийные временные поселения преимущественно расселяющихся молодых зверьков, в которых не исключено частичное воспроизводство численности мелких млекопитающих. Остальная, наиболее деградированная площадь биогеоценоза может быть местом временного, сезонного поселения, выполняющего функции транзитной территории. Даже в естественных условиях могут образовываться группировки животных с достаточно высокой численностью, но с отсутствием стабильного демографического состава и способности к размножению.

У организмов, обладающих широким радиусом активности или широкими сезонными миграциями в рамках территории токсически деградированных биоценозов, понятие стации резервации лишено смысла. Путем ежегодного мечения птиц-дуплогнездников показано, например, что население этих видов на загрязненных территориях ежегодно возобновляется практически полностью. В любом варианте существование природных популяций возможно лишь при стабилизирующем влиянии миграционных перемещений особей между стациями, подверженными в различной мере токсической деградации.

Поскольку расселение или ненаправленное пространственное перемещение особей на определенных этапах жизненного цикла является важнейшим свойством биологических систем надорганизменного ранга, то именно миграционные процессы играют важную роль в популяционной адаптации к действию токсических факторов.

В результате токсического преобразования фитоценозов имеет место уменьшение емкости местообитаний мелких млекопитающих и птиц-дуплогнездников, сокращение кормовых и защитных ресурсов. Такая пессимизация среды обитания существенно модифицирует естественный ход динамики численности изученных видов. Адаптация природных популяций к подобной трансформированной среде реализуется за счет адаптивной перестройки половозрастной структуры популяции. Повышенная доля мигрирующих особей в популяции на загрязненных территориях может рассматриваться как адаптационное явление, компенсирующее повышенную гибель животных на этих участках.