ประชากร(Population) คือ สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันมาอยู่รวมกันในแหล่งที่อยู่เดียวกันในช่วงเวลาหนึ่ง จะเห็นได้ว่าการที่นักเรียนจะอ้างอิงถึงความหมายของคำว่าประชากร นักเรียนต้องระบุสิ่งต่อไปนี้ คือ ชนิดของสิ่งมีชีวิต แหล่งที่อยู่ และ ช่วงเวลานักเรียนลองพิจารณาการให้ความหมายของคำว่าประชากรต่อไปนี้ว่าถูกต้องหรือไม่
1. ประชากรของโรงเรียนในกรุงเทพมหานครในปี พ.ศ.2550
2. ประชากรของต้นลำใย
3. ประชากรของต้นสักในสวนป่าที่โรงเรียนดอนตาลวิทยาเมื่อวานนี้
จากข้อความนักเรียนว่าข้อความใดที่นำคำว่าประชากรมาใช้อย่างถูกต้อง......
เนื่องจากประชากรแต่ละกลุ่มประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตเป็นจำนวนมากที่มีการเกิด การตาย ประชากรแต่ละตัวมีอายุแตกต่างกัน และมีการกระจายตัวในพื้นที่แตกต่างกัน ดังนั้น เพื่อความเข้าใจในพฤติกรรมและโครงสร้างของประชากรเราจึงต้องศึกษาคุณสมบัติของประชากรดังนี้
คุณสมบัติของประชากร ประกอบด้วย
1. ความหนาแน่นของประชากร
2. การแพร่กระจายของประชากร.
3. ขนาดประชากร
4. รูปแบบการเพิ่มของประชากร
5. การรอดชีวิตของประชากร
6. โครงสร้างของกลุ่มอายุของประชากร ในหัวข้อนี้เราจะเรียนในเรื่อง ประชากรมนุษย์
ความหนาแน่นของประชากร
ความหนาแน่นคือสัดส่วนระหว่างจำนวนของสิ่งมีชีวิตต่อพื้นที่หรือ ปริมาตร
การหาความหนาแน่น หาได้ 2 วิธีคือ
1. การหาความหนาแน่นที่แท้จริง คือ การหาความหนาแน่นโดยไม่สามารถนับจำนวนประชากรได้ทั้งหมด
ทำได้หลายวิธี คือ
1.1 การนับจำนวนประชากรทั้งหมด เป็นวิธีหาความหนาแน่นของประชากรในพื้นที่หนึ่งๆ เช่นการหาความหนาแน่นของประชากรที่มีอยู่ทั้งหมดในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง เช้นการหาความหนาแน่นของพืชขนาดใหญ่ ในพื้นที่ที่ไม่กว้างมากนัก สัตว์ขนาดใหญ่ที่เชื่อง หรือประชากรมนุษย์โดยวิธีสำรวจสำมะโนครัว
1.2 การสุ่มตัวอย่าง เป็นวิธีหาความหนาแน่น ของประเชากรในพื้นที่หนึ่ง โดยเก็บตัวอย่างมาแบบสุ่ม แล้วนับตัวอย่างทั้งหมด ซึ่งจะมีจำนวนเพียงเล็กน้อยจากประชากรทั้งหมด จากตัวอย่างที่สุ่มมาได้ เราสามารถหาความหนาแน่นของประชากรได้ทั้งหมดได้ วิธีเก็บตัวอย่างแบบมสุ่มนิยมทำ 2 วิธีคือ
1.2.1 การใช้ควอแดท (Quadrat) เหมาะกับการหาความหนาแน่นของพืชในป่าควอแดท คือพื้นที่ที่ จะเก็บตัวอย่างนิยมทำเป็นสี่เหลี่ยมจตุรัส เก็บตัวอย่างมาจากหลายๆ ควอแดทแล้วนับจำนวนทั้งหมด ค่าของควอแดทจะถูกต้องเพียงใดขึ้นอยู่กับ
- ทราบควอแดทเหมาะสม (ถ้าในกิจกรรมคือควอแดทที่ควรหยุด)
- นับจำนวนทั้งหมดของควอแดทได้ถูกต้อง
- ตัวอย่างที่เก็บมาต้องเป็นตัวแทนที่แท้จริงของประชากรในพื้นที่ทั้งหมด ซึ่งกระทำได้โดยการเก็บตัวอย่างแบบสุ่ม
วิธีการหาความหนาแน่นโดยการสร้างควอแดท
1. เตรียมอุปกรณ์ให้พร้อม ได้แก่ เชือกฟาง / ไม้ปักมุม / สมุดบันทึก
2. ไปยังพื้นที่ ที่จะสำรวจ จากนั้นหาพื้นที่โดยหลับตาหรือถอยหลังเดินปรามาณ 10 ก้าว จากนั้นโยนไม้ไปยังพื้นที่โดย จะต้องไม่เจาะจงพื้นที่
3. กางควอแดทขนาด 1x1 จากนั้นสำรวจจำนวน และชนิด ของพืชพร้อมบันทึกข้อมูล
4. การบันทึกข้อมูล ทำ 2 แบบไปพร้อมๆกัน
ปัจจัยจำกัด (Limiting factor) คือ ปัจจัยทางกายภาพและชีวภาพที่มีผลต่อการกำหนดชนิดของสิ่งมีชีวิต เช่นที่ขั้วโลกจะมีเฉพาะสิ่งมีชีวิตที่มีไขมันมาก และขนยาวที่อาศัยอยู่ได้ ถ้านำสุนัขพันธ์บางแก้วไปเลี้ยงก็จะตายไม่สามารถรอดชีวิตได้ ปัจจัยดังกล่าวนั้นได้แก่
ปัจจัยทางกายภาพ คือลักษณะทางกายภาพบางประการ เช่นความสูงจากระดับน้ำทะเล อุณหภูมิ แสง ความชื้น ความเป็นกรดเบส ฯลฯ พบว่ามีผลต่อการแพร่กระจายของประชากรของสิ่งมีชีวิตบางชนิด เช่น
ความสูงจากระดับน้ำทะเล มีผลต่อการแพร่กระจายของพืชบางชนิด เช่น ความสูงจากระดับน้ำทะเล 1,000-1,700 เมตร จะพบว่าสนสามใบขึ้นอยู่ค่อนข้างมาก และที่ระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลต่ำกว่า 1000 เมตร จะพบสนสองใบ ขึ้นอยู่กระจัดกระจายทั่วไป
อุณหภูมิ ในพื้นที่แถบทะเลทรายซึ่งมีอุณหภูมิค่อนข้างสูงนั้น มักจะพบว่ามีมีพืชบางชนิดเท่านั้นที่สามารถขึ้นอยู่ได้ เช่นพืชพวกกระบองเพชร เนื่องจากสามารถทนอุณหภูมิที่สูงถึง 60 องศาเซลเซียสได้ดี
ความเป็นกรดเบส พืชบางชนิดเช่นข้าวพบว่าสามารถเจริญเติบโตและให้ผลผลิตดีที่สุดในสภาพดินเหนียว และในดินที่มี น้ำท่วมขังซึ่งมีค่าความเป็นกรด-เบส อยู่ในช่วง 6.4-7.0
แสง มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชบางชนิด เช่นเดือย ซึ่งเป็นวัชพืชวันสั้น (Short-day plant) ต้องการแสงแดดจัดในช่วงสั้นๆ และอุณหภูมิสูงในการเจริญเติบโต
ปัจจัยทางกายภาพ ในสภาพธรรมชาติทั่วไปพบว่ามีสิ่งมีชีวิหลากหลายชนิดอาศัยอยู่ร่วมกัน สิ่งมีชีวิตบางชนิดพบว่ามีปัจจัยทางชีวภาพที่เป็นปัจจัยจำกัดต่อสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นได้ เช่นกรณี เสือ หรือ สิงโต ซึ่งเป็นผู้ล่ากับกวางซึ่งเป็นเหยื่อ กรณีดังกล่าวพบว่าเสือและสิงโตเป็นปัจจัยจำกัดต่อการอยู่รอดของกวาง หรือกรณีการแข่งขันเพื่ออยู่รอดในสังคมของสัตว์ชนิดเดียวกันพบว่าสัตว์ที่แข็งแรงกว่าจะมีโอกาสเจริญเติบโตและอยู่รอดกว่าสัตว์ที่อ่อนแอกว่า นอกจากนี้ยังมีปัจจัยชีวภาพอื่นๆที่พบ ได้แก่ สิ่งมีชีวิตโดยเฉพาะสิ่งมีชีวิตต่างถิ่น ซึ่งพบว่าในพื้นที่หนึ่งๆ มักจะมีสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ที่เป็นสิ่งมีชีวิตต่างถิ่น เข้ามาในพื้นที่นั้นอยู่เสมอ จนทำให้สิ่งมีชีวิตเดิมที่มีอยู่ได้รับผลกระทบในลักษณะการถูกแก่งแย่งที่อยู่อาศัยและอาหาร หรือการถูกขัดขวางการแพร่กระจายพันธุ์จากสิ่งมีชีวิตต่างถิ่น เช่น ผักตบชวา ที่แพร่กระจายลงสู่แหล่งน้ำ และเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วจนทำให้ผักตบไทยซึ่งเป็นพันธุ์ดังเดิมในแหล่งน้ำนั้น ลดจำนวนลงหรือสูญพันธ์ไป
รูปแบบการแพร่กระจายของประชากร
พบว่าประชากรมีการแพร่กระจาย 3 แบบ คือ
การแพร่กระจายแบบสุ่ม พบมากในประชากรที่อาศัยในธรรมชาติ โดยเฉพาะประชากรที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เหมือนกัน และไม่ค่อยเปลี่ยนแปลงจึงไม่มีการแก่งแย่งแข่งขันระหว่างสมาชิกและไม่มีการรวมกลุ่มสมาชิก เช่น การแพร่กระจายของพืชที่มีเมล็ด ปลิวไปกับลม หรือสัตว์ที่กินผลไม้แล้วขับถ่ายทิ้งอุจจาระไว้ตามที่ต่างๆ และในอุจจาระนั้นมีเมล็ดพืชปะปนอยู่จึงงอกกระจายทั่วๆไป
การแพร่กระจายแบบรวมกลุ่ม การกระจายแบบนี้เป็นรูปแบบการแพร่กระจายของประชากรที่พบในธรรมชาติมากที่สุด ส่วนใหญ่มักพบอยู่รวมกันด้วยเหตุผลพลายประการ เช่น สภาพแวดล้อมมีความแตกต่างของดินอุณหภูมิ ความชื้น ทำให้เกิดแหล่งที่อยู่อาศัยที่แตกต่าง เป็นสาเหตุให้สิ่งมีชีวิต มาอยู่รวมกันเป็นกลุ่ม เช่นไส้เดือนดินพบตามดินร่วนซุย และมีความชื้นสูง มีอินทรีวัตถุมาก หรือการสืบพันธ์ที่ทำให้สมาชิกในประชากรมาอยู่ร่วมกัน โดยเฉพาะตัวอ่อน ที่ยังอาศัยการเลี้ยงดูจากพ่อแม่ เช่นสัตว์ที่อยู่ในกลุ่มครอบครัว เช่น ชะนี หรือรูปแบบพฤติกรรมที่อยู่เป็นกลุ่ม เช่น ฝูงนก ฝูงวัวควาย ฝูงปลา โขลงช้าง
การแพร่กระจายแบบสม่ำเสมอ การแพร่แบบนี้มักพบในบริเวณที่มีปัจจัยทางกายภาพบางประการที่จำกัดในการเจริญเติบโต เช่น ความชื้น อุณหภูมิ และลักษณะของดิน เป็นต้น เช่น การแก่งแย่งน้ำเพื่อการเจริญเติบโตของกระบองเพชรยักษ์ ที่ขึ้นในทะเลทรายรัฐอริโซนา ประเทศสหรัฐอเมริกา การปลิวของผลยางไปตกห่างจากต้นแม่ เพื่อเว้นระยะห่างของพื้นที่ในการเจริญเติบโต เพื่อหลีกเลี่ยงการแก่งแย่งความชื้นและแสง หรือการที่ต้นไม้บางชนิดมีรากที่ผลิตสารพิษ ซึ่งสามารถป้องกันการงอกของต้นกล้าให้เป็นบริเวณห่างรอบๆ ลำต้น นอกจากนี้พบว่าบางครั้งการแพร่กระจายแบบนี้อาจเกิดจากพฤติกรรมทางสังคมที่กำหนดให้มีอาณาเขตรอบๆ เพื่อหากิน สืบพันธุ์และสร้างรัง
3. ขนาดของประชากร ประชากรในแต่ละแห่งแต่ละพื้นที่มีขนาดที่แตกต่างกัน ความแตกต่างของขนาดประชากรขึ้นกับ
3 สิ่งต่อไปนี้ คือ
1. การเกิด เป็นการเพิ่มจำนวนประชากรให้มากขึ้น อัตราการเกิดหาได้จาก
อัตราการเกิด = จำนวนประชากรที่เกิด x100
จำนวนประชากรเดิม
2. การตาย เป็นปรากฏการณ์ที่สิ่งมีชีวิตสิ้นสุดการดำรงชีพ อันเป็นผลให้ประชากรลดลง อัตราการตาย หาจาก
อัตราการตาย = จำนวนประชากรตาย x100
จำนวนประชากรเดิม
3. การอพยพ ได้แก่ การอพยพเข้าและการอพยพออก
- การอพยพเข้าทำให้ประชากรเพิ่มมากขึ้น
- การอพยพออกทำให้ประชากรลดลง
รูปแบบการเพิ่มของประชากร
ประชากรในโลกมีการเพิ่มจำนวนได้ 2 รูปแบบ คือ
1. เป็นการเพิ่มประชากรโดยที่สมาชิกของประชากรนั้นมีการสืบพันธ์เพียงครั้งเดียว (Single reproduction) ประชากรมีความสามารถในการเพิ่มประชากรในระยะแรกได้อย่างรวดเร็ว มีจำนวนลูกมากต่อการผลิตหนึ่งครั้ง และสามารถผลิตลูกได้เมื่อนำมาเขียนกราฟจะได้กราฟแบบเอกโพเนนเซียล
2. เป็นการเพิ่ม ประชากรโดยสมาชิกของประชากรนั้นมีโอกาสในการสืบพันธุ์ได้หลายครั้งในช่วงชีวิต (multiple reproduction) จะผลิตลูกหลานได้จำนวนน้อยต่อการผลิตหนึ่งครั้ง และมีวัฏจักรชีวิตค่อนข้างยาวนาน ตัวอ่อนจะได้รับการดูแลเป็นอย่างดีและมีอัตราการตายต่ำ เช่น สุนัข ช้าง ม้า คน ฯลฯ เมื่อนำการเจริญลักษณะนี้มาเขียนกราฟจะได้กราฟแบบลอจิก
การรอดชีวิตของประชากร
สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมีแบบแผนในการรอดชีวิตของประชากรซึ่งอยู่กับช่วงอายุขัย (life span) 1ของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด สิ่งมีชวิตบางชนิดจะมีช่วงชีวิตสั้นๆ แต่ในสัตว์ขนาดใหญ่ เช่น ช้าง และคนที่มีช่วงอายุยาวนานเฉลี่ย 70-120 ปี
กราฟการรอดชีวิตของประชากรมี 3 รูปแบบ
1. สิ่งมีชีวิตมีการรอดชีวิตในวัยแรกเกิดและคงที่เมื่อโตขึ้น หลังจากนั้นอัตราการรอดชีวิตจะต่ำเมื่อสูงวัยขึ้นสิ่งมีชีวิตดังกล่าว เช่น มนุษย์ ช้าง ม้า สุนัข
2. สิ่งมีชวิตมีรูปแบบการรอดชีวิตเท่ากันทุกวัย เช่น ไฮดรา นก เต่าเป็นต้น
3. สิ่งมีชีวิตมีอัตราการรอดชีวิตต่ำในระยะแรกของช่วงชีวิต หลังจากนั้นเมื่ออายุมากขึ้นอัตราการรอดชีวิตจะสูง เช่น ปลา หอย และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง
โครงสร้างอายุของประชากรมนุษย์
ประชากรมนุษย์มีการเจริญเติบโตและสืบพันธุ์ ผลิตลูกเป็นรุ่น ประชากรประชากรแต่ละรุ่นก็จะเจริญเติบโตต่อไปและการสืบพันธุ์ ให้รุ่นลูกรุ่นหลานรุ่นแล้วรุ่นเล่า จากลักษณะการเจริญเติบโตของประชากรดังกล่าวทำให้สามารถแบ่งช่วงอายุของประชากรมนุษย์ออกเป็น 3 กลุ่ม คือ วัยก่อนเจริญพันธุ์ ช่วงอายุตั้งแต่ แรกเกิด-14 ปี วัยเจริญพันธุ์ ช่วงอายุตั้งแต่ 15-44 ปี และวัยหลังเจริญพันธุ์ ช่วงอายุตั้งแต่ 45 ปีขึ้นไปประชากรอายุแตกต่างกันนี้ประกอบเป็นแผนภาพโครงสร้างอายุประชากร ซึ่งแสดงในรูปพีระมิด ถ้ากลุ่มประชากรในวัยเจริญพันธุ์เท่ากับขนาดของประชากรก่อนเจริญพันธ์ พีระมิดโครงสร้างอายุของประชากรก็จะเป็นรูประฆังคว่ำ และถ้าหากว่าขนาดของกลุ่มประชากรในวัยก่อนเจริญพันธุ์ มีขนาดเล็กกว่าขนาดกลุ่มประชากรในวัยเจริญพันธุ์ พีระมิดโครงสร้างอายุของประชากรก็จะเป็นรูปดอกบัวตูม
