Значение пространственной и временной изменчивости и стохастичности для демографии и управления чесночницей черешковой

Поскольку модели популяций всё чаще используют для разработки природоохранной политики и мер управления, важно понимать не только центральные тенденции изучаемых систем, но и последствия их пространственной и временной изменчивости. Инвазивный вид растений чесночница черешковая (Alliaria petiolata) активно контролируют в США; кроме того, он является объектом разрабатываемой программы биологического контроля. Два долгоносика (Coleoptera: Curculionidae: Ceutorhynchus), снижающие плодовитость (C. alliariae) и выживаемость розеток, а также плодовитость (C. scrobicollis), рассматриваются для интродукции после проведения испытаний специфичности к хозяину. С помощью демографического моделирования мы (1) количественно оценили изменчивость темпов роста и показателей жизнедеятельности A. petiolata и (2) оценили потенциал биологического контроля с использованием одного или нескольких агентов для подавления роста 12 популяций A. petiolata в штатах Иллинойс и Мичиган, изучавшихся на протяжении трёх поколений растений. С помощью анализа возмущений и имитационных моделей в условиях стохастической среды мы оценили стохастические темпы роста (λ(S)) и спрогнозировали вероятность успешного контроля при использовании одного агента биологического контроля или двух видов-агентов одновременно. Не все популяции демонстрировали инвазионную динамику. Значения λ(S) на разных участках варьировали от 0,78 до 2,21, тогда как годовые детерминированные темпы роста (λ) в пределах отдельных участков различались до семи раз. С учётом имеющихся данных об агентах биологического контроля результаты анализа позволяют предположить, что один C. scrobicollis может контролировать A. petiolata на 63% исследованных участков, где λ > 1, а совместное применение обоих агентов, по прогнозам, будет успешным на 88% участков. На разных участках и в разные годы ранжирование показателей эластичности зависело от λ. В растущих популяциях наибольшее снижение λ, согласно прогнозу, вызовут уменьшение выживаемости розеток, плодовитости или прорастания новых семян. В сокращающихся популяциях наибольшее влияние на λ оказывают переходы, связанные с выживаемостью семян в семенном банке. Это отличается от результатов прежних анализов, в которых параметры изменяли по одному при неизменной остальной матрице; такой подход может давать нереалистичные прогнозы, поскольку нарушает естественные ковариации параметров. В целом сопоставление стохастических и детерминированных темпов роста показывает, что анализ отдельных популяций или лет может вводить в заблуждение при разработке мер управления или не отражать сложные свойства, такие как инвазивность, которые проявляются как характеристики популяций, а не видов.