45.1: Idadi ya Watu wa Demografia

Ujuzi wa Kuendeleza

• Eleza jinsi wanaikolojia wanapima ukubwa na wiani wa idadi ya watu
• Eleza mifumo mitatu tofauti ya usambazaji wa idadi ya watu
• Tumia meza za maisha kuhesabu viwango vya vifo
• Eleza aina tatu za curves kuishi na kuhusisha yao na idadi maalum

Watu ni vyombo vya nguvu. Watu hujumuisha aina zote zinazoishi ndani ya eneo fulani, na idadi ya watu hubadilishana kulingana na mambo kadhaa: mabadiliko ya msimu na ya kila mwaka katika mazingira, majanga ya asili kama vile moto wa misitu na mlipuko wa volkano, na ushindani wa rasilimali kati na ndani ya aina. Utafiti wa takwimu za mienendo ya idadi ya watu, demografia, hutumia mfululizo wa zana za hisabati kuchunguza jinsi watu wanavyoitikia mabadiliko katika mazingira yao ya kibiotiki na ya abiotic. Wengi wa zana hizi awali walikuwa iliyoundwa kujifunza idadi ya watu. Kwa mfano, meza za maisha, ambazo zinaelezea matarajio ya maisha ya watu binafsi ndani ya idadi ya watu, zilianzishwa awali na makampuni ya bima ya maisha ili kuweka viwango vya bima. Kwa kweli, wakati neno “idadi ya watu” linatumika kwa kawaida wakati wa kujadili wanadamu, wakazi wote wanaoishi wanaweza kujifunza kwa kutumia mbinu hii.

Idadi ya Watu Ukubwa na Wiani

Utafiti wa idadi yoyote ya watu huanza kwa kuamua jinsi watu wengi wa aina fulani zipo, na jinsi wanavyohusiana kwa karibu. Ndani ya makazi fulani, idadi ya watu inaweza kuwa na ukubwa wake wa idadi ya watu (N), idadi ya watu binafsi, na wiani wake wa idadi ya watu, idadi ya watu binafsi ndani ya eneo fulani au kiasi. Idadi ya watu ukubwa na wiani ni sifa mbili kuu zinazotumiwa kuelezea na kuelewa idadi ya watu. Kwa mfano, watu wenye watu wengi wanaweza kuwa imara zaidi kuliko watu wadogo kulingana na tofauti zao za maumbile, na hivyo uwezo wao wa kukabiliana na mazingira. Vinginevyo, mwanachama wa idadi ya watu na wiani chini ya idadi ya watu (zaidi kuenea katika mazingira), anaweza kuwa na ugumu zaidi kupata mate kuzaliana ikilinganishwa na idadi ya wiani juu. Kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{1}\), viumbe vidogo huwa na kusambazwa zaidi kuliko viumbe vikubwa.

Sanaa Connection

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Wanyama wa Australia wanaonyesha uhusiano wa kawaida wa kinyume kati ya wiani wa idadi ya watu na ukubwa wa mwili.

Kama grafu hii inavyoonyesha, wiani wa idadi ya watu hupungua kwa ukubwa wa mwili unaoongezeka. Kwa nini unadhani hii ndiyo kesi?

Mbinu za utafiti wa idadi ya watu

Njia sahihi zaidi ya kuamua ukubwa wa idadi ya watu ni kuhesabu tu watu wote ndani ya makazi. Hata hivyo, njia hii mara nyingi haipatikani au kiuchumi, hasa wakati wa kusoma makazi makubwa. Hivyo, wanasayansi kawaida hujifunza watu kwa sampuli sehemu ya mwakilishi wa kila eneo na kutumia data hii kufanya maelekezo kuhusu makazi kwa ujumla. Mbinu mbalimbali zinaweza kutumika kutengeneza sampuli ya watu ili kuamua ukubwa na wiani wao. Kwa viumbe vya immobile kama vile mimea, au kwa viumbe vidogo sana na vya polepole, quadrat inaweza kutumika (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Quadrat ni njia ya kuashiria maeneo ya mraba ndani ya makazi, ama kwa kuweka nje eneo kwa vijiti na kamba, au kwa matumizi ya kuni, plastiki, au mraba wa chuma uliowekwa chini. Baada ya kuweka quadrats, watafiti kisha kuhesabu idadi ya watu binafsi kwamba uongo ndani ya mipaka yao. Sampuli nyingi za quadrat zinafanywa katika mazingira katika maeneo kadhaa ya random. Takwimu hizi zote zinaweza kutumiwa kukadiria ukubwa wa idadi ya watu na wiani wa idadi ya watu ndani ya makazi yote. Idadi na ukubwa wa sampuli za quadrat hutegemea aina ya viumbe chini ya utafiti na mambo mengine, ikiwa ni pamoja na wiani wa viumbe. Kwa mfano, kama sampuli daffodils, a 1 m ² quadrat inaweza kutumika wakati kwa redwoods kubwa, ambayo ni kubwa na kuishi zaidi mbali na kila mmoja, quadrat kubwa ya 100 m ² inaweza kuajiriwa. Hii inahakikisha kwamba watu wa kutosha wa aina huhesabiwa ili kupata sampuli sahihi inayohusiana na makazi, ikiwa ni pamoja na maeneo ambayo hayajapigwa sampuli.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Mwanasayansi anatumia quadrat kupima ukubwa wa idadi ya watu na wiani. (mikopo: NPS Sonoran Jangwa Network)

Kwa viumbe vya simu, kama vile mamalia, ndege, au samaki, mbinu inayoitwa mark na kurudisha tena hutumiwa mara nyingi. Njia hii inahusisha kuashiria sampuli ya wanyama waliotekwa kwa namna fulani (kama vile vitambulisho, bendi, rangi, au alama nyingine za mwili), na kisha kuwatoa tena katika mazingira ili kuwaruhusu kuchanganya na wakazi wengine; baadaye, sampuli mpya inakusanywa, ikiwa ni pamoja na baadhi ya watu ambao wana alama ( recaptures) na baadhi ya watu ambao ni unmarked (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Mark na recapture hutumiwa kupima ukubwa wa idadi ya wanyama wa simu kama vile (a) kondoo mkubwa, (b) condor ya California, na (c) lax. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Neal Herbert, NPS; mikopo b: mabadiliko ya kazi na Pacific Southwest Region USFWS; mikopo c: mabadiliko ya kazi na Ingrid Taylar)

Kutumia uwiano wa watu wenye alama na wasiokuwa na alama, wanasayansi wanaamua jinsi watu wengi wanavyo katika sampuli. Kutoka hili, mahesabu hutumiwa kukadiria ukubwa wa idadi ya watu. Njia hii inadhani kuwa idadi kubwa ya watu, chini ya asilimia ya viumbe tagged ambayo itakuwa recaptured tangu watakuwa wamechanganywa na watu zaidi untagged. Kwa mfano, kama kulungu 80 ni alitekwa, tagged, na kutolewa katika msitu, na baadaye 100 kulungu ni alitekwa na 20 wao tayari alama, tunaweza kuamua ukubwa idadi ya watu (N) kwa kutumia equation zifuatazo:

\[\frac{\text{number marked first catch} * \text{total number of second catch}} {\text{number marked second catch}} = N \nonumber\]

Kwa kutumia mfano wetu, ukubwa wa idadi ya watu itakuwa inakadiriwa kuwa 400.

\[\frac{(80*100)} {20} = 400 \nonumber\]

Kwa hiyo, kuna wastani wa watu 400 jumla katika idadi ya awali.

Kuna baadhi ya mapungufu kwa njia ya alama na kurejesha tena. Baadhi ya wanyama kutoka catch kwanza wanaweza kujifunza kuepuka kukamata katika duru ya pili, hivyo inflating makadirio ya idadi ya watu. Vinginevyo, wanyama wanaweza preferentially kuwa retrapped (hasa kama zawadi ya chakula ni inayotolewa), kusababisha underestimate ya ukubwa idadi ya watu. Pia, aina fulani zinaweza kuharibiwa na mbinu ya kuashiria, kupunguza maisha yao. Mbinu nyingine mbalimbali zimeandaliwa, ikiwa ni pamoja na ufuatiliaji wa kielektroniki wa wanyama waliotajwa na transmita za redio na matumizi ya data kutoka kwa shughuli za uvuvi na utegaji wa kibiashara ili kukadiria ukubwa na afya ya watu na jamii.

Spishi Usambazaji

Mbali na kupima wiani rahisi, maelezo zaidi kuhusu idadi ya watu yanaweza kupatikana kwa kuangalia usambazaji wa watu binafsi. Mwelekeo wa utawanyiko wa spishi (au mifumo ya usambazaji) huonyesha uhusiano wa anga kati ya wanachama wa idadi ya watu ndani ya makazi kwa hatua fulani kwa wakati. Kwa maneno mengine, wanaonyesha kama wanachama wa spishi wanaishi karibu pamoja au mbali, na ni mwelekeo gani unaoonekana wakati wanapowekwa mbali.

Watu binafsi katika idadi ya watu wanaweza kuwa zaidi au chini sawa spaced mbali, kutawanyika nasibu na hakuna muundo kutabirika, au makundi katika makundi. Hizi zinajulikana kama mifumo ya sare, random, na clumped utawanyiko, kwa mtiririko huo (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Utawanyiko wa kawaida huzingatiwa katika mimea ambayo hutoa vitu vinavyozuia ukuaji wa watu wa karibu (kama vile kutolewa kwa kemikali za sumu na mmea wa sage Salvia leucophylla, jambo linaloitwa allelopathy) na katika wanyama kama Penguin ambao hudumisha eneo lililofafanuliwa. Mfano wa utawanyiko wa random hutokea kwa dandelion na mimea mingine ambayo ina mbegu za upepo zilizotawanyika zinazoota popote zinatokea kuanguka katika mazingira mazuri. Mtawanyiko wa clumped unaweza kuonekana katika mimea inayoacha mbegu zao moja kwa moja ardhini, kama vile miti ya mwaloni, au wanyama wanaoishi katika makundi (shule za samaki au ng'ombe wa tembo). Ugawanyiko uliowekwa pia unaweza kuwa kazi ya heterogeneity ya makazi. Hivyo, utawanyiko wa watu binafsi ndani ya idadi ya watu hutoa taarifa zaidi kuhusu jinsi wanavyoshirikiana na kila mmoja kuliko kipimo cha wiani rahisi. Kama vile chini wiani aina inaweza kuwa na ugumu zaidi kupata mate, aina faragha na usambazaji random inaweza kuwa na ugumu sawa ikilinganishwa na aina ya kijamii clumped pamoja katika makundi.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Aina inaweza kuwa sare, random, au clumped usambazaji. Ndege za eneo kama vile penguins huwa na usambazaji sare. Mimea kama vile dandelions yenye mbegu zilizotawanyika na upepo huwa na kusambazwa nasibu. Wanyama kama vile tembo wanaosafiri katika makundi huonyesha usambazaji wa clumped. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Ben Tubby; mikopo b: mabadiliko ya kazi na Rosendahl; mikopo c: mabadiliko ya kazi na Rebecca Wood)

demografia

Wakati idadi ya watu ukubwa na wiani kuelezea idadi ya watu katika hatua fulani kwa wakati, wanasayansi lazima watumie demografia kujifunza mienendo ya idadi ya watu. Demografia ni utafiti wa takwimu za mabadiliko ya idadi ya watu baada ya muda: viwango vya kuzaliwa, viwango vya kifo, na matarajio ya maisha. Kila moja ya hatua hizi, hasa viwango vya kuzaliwa, vinaweza kuathiriwa na sifa za idadi ya watu zilizoelezwa hapo juu. Kwa mfano, ukubwa mkubwa wa idadi ya watu husababisha kiwango cha juu cha kuzaliwa kwa sababu watu wengi wanaoweza kuzaa wanapo. Kwa upande mwingine, ukubwa mkubwa wa idadi ya watu pia unaweza kusababisha kiwango cha juu cha kifo kwa sababu ya ushindani, magonjwa, na mkusanyiko wa taka. Vile vile, wiani mkubwa wa idadi ya watu au muundo wa usambazaji wa clumped husababisha kukutana zaidi ya uzazi kati ya watu binafsi, ambayo inaweza kuongeza kiwango cha kuzaliwa. Mwishowe, uwiano wa kijinsia wa kike (uwiano wa wanaume kwa wanawake) au muundo wa umri (uwiano wa idadi ya watu katika umri maalum) unaojumuisha watu wengi wa umri wa kuzaa unaweza kuongeza viwango vya kuzaliwa.

Aidha, sifa za idadi ya watu zinaweza kuathiri jinsi idadi ya watu inavyokua au kupungua kwa muda. Ikiwa viwango vya kuzaliwa na kifo ni sawa, idadi ya watu inabakia imara. Hata hivyo, ukubwa wa idadi ya watu utaongezeka kama viwango vya kuzaliwa vinazidi viwango vya kifo; idadi ya watu itapungua kama viwango vya kuzaliwa ni chini ya viwango vya kifo. Matarajio ya maisha ni jambo lingine muhimu; urefu wa muda watu binafsi kubaki katika idadi ya watu huathiri rasilimali za mitaa, uzazi, na afya ya jumla ya idadi ya watu. Tabia hizi za idadi ya watu mara nyingi huonyeshwa kwa namna ya meza ya maisha.

Maisha Meza

Majedwali ya maisha hutoa taarifa muhimu kuhusu historia ya maisha ya kiumbe. Majedwali ya maisha hugawanya idadi ya watu katika vikundi vya umri na mara nyingi ngono, na kuonyesha muda gani mwanachama wa kundi hilo anaweza kuishi. Wao ni mfano baada ya meza actuarial kutumiwa na sekta ya bima kwa kukadiria matarajio ya maisha ya binadamu. Majedwali ya maisha yanaweza kujumuisha uwezekano wa watu kufa kabla ya kuzaliwa kwao ijayo (yaani, kiwango cha vifo vyao), asilimia ya watu wanaoishi wanaokufa katika kipindi fulani cha umri, na matarajio yao ya kuishi kila kipindi. Mfano wa meza ya maisha inavyoonekana katika Jedwali\(\PageIndex{1}\) kutoka kwa utafiti wa kondoo wa mlima wa Dall, aina ya asili ya kaskazini magharibi mwa Amerika ya Kaskazini. Angalia kwamba idadi ya watu imegawanywa katika vipindi vya umri (safu A). Kiwango cha vifo (kwa 1000), kilichoonyeshwa kwenye safu D, kinategemea idadi ya watu wanaokufa wakati wa umri (safu B) imegawanywa na idadi ya watu wanaoishi mwanzoni mwa kipindi (Column C), imeongezeka kwa 1000.

\[\text{mortality rate} = \frac{\text{number of individuals dying}} {\text{number of individuals surviving}} * 1000 \nonumber\]

Kwa mfano, kati ya umri wa miaka mitatu na minne, watu 12 hufa kati ya 776 waliobaki kutoka kondoo wa awali 1000. Nambari hii huongezeka kwa 1000 ili kupata kiwango cha vifo kwa kila elfu.

\[\text{mortality rate} = \frac{12} {776} * 1000 \approx 15.5 \nonumber\]

Kama inavyoonekana kutoka data ya kiwango cha vifo (safu D), kiwango cha juu cha kifo kilitokea wakati kondoo walikuwa kati ya miezi 6 na 12, na kisha ikaongezeka hata zaidi kutoka umri wa miaka 8 hadi 12, baada ya hapo kulikuwa na waathirika wachache. Takwimu zinaonyesha kwamba ikiwa kondoo katika idadi hii ya watu wataishi hadi umri mmoja, inaweza kutarajiwa kuishi miaka 7.7 kwa wastani, kama inavyoonekana na idadi ya kuishi katika safu E.

Jedwali\(\PageIndex{1}\): Jedwali la Maisha ya Kondoo wa Mlima ^wa

Muda wa umri (miaka)	Idadi ya kufa katika kipindi cha umri kati ya 1000 kuzaliwa	Idadi ya kuishi mwanzoni mwa kipindi cha umri kati ya 1000 kuzaliwa	Kiwango cha vifo kwa 1000 hai mwanzoni mwa kipindi cha umri	Matarajio ya maisha au maana ya maisha iliyobaki kwa wale wanaofikia umri
0-0.5	54	1000	54.0	7.06
0.5-1	145	946	153.3	—
1-2	12	801	15.0	7.7
2-3	13	789	16.5	6.8
3-4	12	776	15.5	5.9
4-5	30	764	39.3	5.0
5-6	46	734	62.7	4.2
6-7	48	688	69.8	3.4
7-8	69	640	107.8	2.6
8-9	132	571	231.2	1.9
9-10	187	439	426.0	1.3
10-11	156	252	619.0	0.9
11-12	90	96	937.5	0.6
12-13	3	6	500.0	1.2
13-14	3	3	1000	0.7

Survivorship curves

Chombo kingine kinachotumiwa na wanaikolojia wa idadi ya watu ni Curve ya kuishi, ambayo ni grafu ya idadi ya watu wanaoishi katika kila kipindi cha umri kilichopangwa dhidi ya wakati (kwa kawaida na data iliyoandaliwa kutoka meza ya maisha). Curves hizi zinatuwezesha kulinganisha historia ya maisha ya watu tofauti (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Binadamu na nyani wengi huonyesha safu ya kuishi ya Aina ya I kwa sababu asilimia kubwa ya watoto huishi miaka yao ya mapema na ya kati-kifo hutokea kwa watu wakubwa. Aina hizi za aina huwa na idadi ndogo ya watoto kwa wakati mmoja, na huwapa kiasi kikubwa cha huduma ya wazazi ili kuhakikisha maisha yao. Ndege ni mfano wa safu ya uhai wa kati au Aina ya II kwa sababu ndege hufa zaidi au chini kwa usawa kila kipindi cha umri. Viumbe hawa pia wanaweza kuwa na watoto wachache na kutoa huduma muhimu ya wazazi. Miti, uti wa mgongo wa baharini, na samaki wengi huonyesha safu ya kuishi ya aina ya III kwa sababu wachache sana wa viumbe hawa wanaishi miaka yao mdogo; hata hivyo, wale wanaofanya kuwa uzee wana uwezekano mkubwa wa kuishi kwa kipindi kirefu cha muda. Viumbe katika jamii hii huwa na idadi kubwa sana ya watoto, lakini mara baada ya kuzaliwa, huduma ndogo ya wazazi hutolewa. Hivyo watoto hawa ni “peke yao” na wanaoishi katika mazingira magumu ya predation, lakini idadi yao kamili huhakikishia maisha ya watu wa kutosha kuendeleza aina hiyo.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): curves Survivorship kuonyesha usambazaji wa watu binafsi katika idadi ya watu kulingana na umri. Binadamu na mamalia wengi wana aina I Survivorship Curve kwa sababu kifo hasa hutokea katika miaka ya zamani. Ndege wana aina ya II ya kuishi Curve, kama kifo katika umri wowote ni sawa kinachowezekana. Miti ina aina ya III Survivorship Curve kwa sababu wachache sana kuishi miaka mdogo, lakini baada ya umri fulani, watu binafsi ni zaidi ya uwezekano wa kuishi.

Muhtasari

Watu ni watu wa aina zinazoishi katika eneo fulani. Wanaikolojia hupima sifa za watu: ukubwa, wiani, muundo wa utawanyiko, muundo wa umri, na uwiano wa ngono. Majedwali ya maisha ni muhimu kuhesabu matarajio ya maisha ya wanachama binafsi ya idadi ya watu. Vipande vya uhai vinaonyesha idadi ya watu wanaoishi katika kila kipindi cha umri kilichopangwa dhidi ya wakati.

Sanaa Connections

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Kama graph hii inaonyesha, idadi ya watu wiani kawaida hupungua kwa kuongeza ukubwa wa mwili. Kwa nini unadhani hii ndiyo kesi?

Jibu

Wanyama wadogo huhitaji chakula kidogo na rasilimali nyingine, hivyo mazingira yanaweza kusaidia zaidi yao.

maelezo ya chini

1. Takwimu za 1 zilichukuliwa kutoka Edward S. Deevey, Jr., “Majedwali ya Maisha kwa Wakazi wa Wanyama,” Mapitio ya Robo ya Biolojia 22, hakuna. 4 (Desemba 1947): 283-314.

faharasa

demografia

takwimu utafiti wa mabadiliko katika idadi ya watu baada ya muda

meza ya maisha

meza kuonyesha matarajio ya maisha ya idadi ya watu kulingana na umri wake

alama na kurudisha tena

mbinu kutumika kuamua idadi ya watu ukubwa katika viumbe simu

kiwango cha vifo

idadi ya watu wanaoishi hadi mwanzo wa kipindi cha umri ambao hufa wakati wa kipindi cha umri

wiani wa idadi ya watu

idadi ya idadi ya watu kugawanywa na eneo au kiasi kuwa kipimo

ukubwa wa idadi ya watu (N)

idadi ya watu katika makazi wakati huo huo

robodrat

mraba uliofanywa kwa vifaa mbalimbali vinazotumiwa kuamua idadi ya watu, ukubwa na wiani katika viumbe vya kusonga polepole au vilivyowekwa.

aina utawanyiko mfano

(pia, aina ya usambazaji mfano) eneo la anga la watu binafsi wa aina fulani ndani ya makazi katika hatua fulani kwa wakati

kuishi Curve

grafu ya idadi ya wanachama wanaoishi dhidi ya umri wa jamaa wa mwanachama