Popolazioni e demografia

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1 Popolazioni e demografia

2 ecologia Gli ambiti di studio della biologia e dell ecologia biosfera biomi ecosistemi comunità popolazioni organismi organi tessuti cellule molecole Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 2 ]

3 Il concetto di popolazione una popolazione è un insieme di organismi della stessa specie che vivono in una determinata area è l unità fondamentale dell ecosistema l ecologia delle popolazioni studia i cambiamenti (in termini di abbondanza e distribuzione) delle popolazioni nel tempo e nello spazio Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 3 ]

4 Grandezze caratteristiche di una popolazione numero di individui biomassa totale densità distribuzione per età per taglia per stadio di sviluppo spaziale Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 4 ]

5 Organismi modulari: genet e ramet Pando, un unico genet di pioppo (Populus tremuloides) è considerato l organismo vivente più pesante del mondo e uno dei più antichi (circa anni) Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 5 ]

6 Il ruolo dello spazio la distribuzione degli individui nello spazio può essere casuale o essere determinata dalle interazioni (positive o negative) tra gli individui Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 6 ]

7 Il ruolo dello spazio conseguenze sulla stima delle densità Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 7 ]

8 L espansione della tortora dal collare Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 8 ]

9 Dinamica di una popolazione: l equazione di bilancio immigrazione natalità dimensione della popolazione mortalità emigrazione N(oggi) = N(ieri) + nati morti + immigrati emigrati Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 9 ]

10 Dinamica malthusiana descrive la dinamica demografica di una popolazione in cui sopravvivenza e riproduzione non sono influenzate dalle interazioni tra individui della stessa specie «Population, when unchecked, increases in a geometrical ratio...» Thomas Robert Malthus ( ) Malthus, T.R. (1798) An essay on the principle of the population as it affects the future improvement of society crescita di un branco di renne a St. Paul (Alaska) nel 1910 Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 10 ]

11 Cicli vitali Corso di Ecologia modulo 1: introduzione [ 11 ]

12 Un esempio: il ciclo vitale della cavalletta Chorthippus brunneus stadio 1 stadio 2 teche e uova adulto stadio 3 stadio 4 Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 12 ]

13 Un esempio: il ciclo vitale della cavalletta adulti (anno t) + 0 adulti (anno t+1) teche 11 uova 0.08 stadio stadio stadio stadio 2 Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 13 ]

14 Il tasso (finito) di crescita λ > λ > 1: la popolazione cresce λ = 1: la popolazione resta costante λ < 1: la popolazione si estingue generalizzando: N(oggi) = λ N(ieri) N(t+1) = λ N(t) N(t+2) = λ N(t+1) = λ 2 N(t)... N(t+Δt) = λ Δt N(t) Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 14 ]

15 Proiezioni demografiche: i conigli di Fibonacci «Quante coppie di conigli si avranno dopo un anno partendo da una sola coppia, sapendo che ogni coppia genera un altra coppia ogni mese e che i conigli sono riproduttivi a un mese dalla nascita?» Leonardo Fibonacci ( ca.) Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 15 ]

16 La serie di Fibonacci in natura Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 16 ]

17 Esistono popolazioni malthusiane? popolazione francese, pecora della Tasmania (Ovis aries) Pierre-François Verhulst ( ) Verhulst, P.-F. (1838) Notice sur la loi que la population poursuit dans son accroissement. Correspondance mathématique et physique 10: Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 17 ]

18 ...ma tutto dipende dalla prospettiva! Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 18 ]

19 Dinamiche demografiche e eventi storici Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 19 ]

20 Una crescita a scalini? Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 20 ]

21 L importanza dell età (o della taglia) cervo mulo (Odocoileus hemionus) scoiattolo grigio (Sciurus carolinensis) Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 21 ]

22 Le tabelle di vita x età scoiattolo grigio (Sciurus carolinensis) n x l x numero di individui sopravvissuti frazione di sopravvissuti d x numero di individui morti q x tasso di mortalità l x = n x / n 0 d x = n x n x+1 q x = d x / n x Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 22 ]

23 L aspettativa di vita L x = (n x + n x+1 ) / 2 aspettativa di vita alla nascita: x max e L / n 0 x 0 x 0 aspettativa di vita all età x: max e L / n x x ξ x ξ x Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 23 ]

24 Il fattore età nelle popolazioni umane: un punto chiave Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 25 ]

25 Progettare... sì, ma per chi? Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 26 ]

26 Classi di età Popolazione in India, uomini donne 15% 10% 5% 0% 5% 10% 15% Distribuzione percentuale Popolazione totale: fonte: United Nations (2010) World Population Prospects: The 2008 revision, Vol. II: Sex and Age Distribution of the World Population Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 27 ]

27 Classi di età Popolazione in Italia, uomini donne 15% 10% 5% 0% 5% 10% 15% Distribuzione percentuale Popolazione totale: fonte: United Nations (2010) World Population Prospects: The 2008 revision, Vol. II: Sex and Age Distribution of the World Population Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 28 ]

28 Classi di età Popolazione in India, uomini donne 15% 10% 5% 0% 5% 10% 15% Distribuzione percentuale Popolazione totale: fonte: United Nations (2010) World Population Prospects: The 2008 revision, Vol. II: Sex and Age Distribution of the World Population Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 29 ]

29 Classi di età Popolazione in Italia, uomini donne 15% 10% 5% 0% 5% 10% 15% Distribuzione percentuale Popolazione totale: fonte: United Nations (2010) World Population Prospects: The 2008 revision, Vol. II: Sex and Age Distribution of the World Population Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 30 ]

30 Classi di età Popolazione mondiale, uomini donne 15% 10% 5% 0% 5% 10% 15% Distribuzione percentuale Popolazione totale: fonte: United Nations (2010) World Population Prospects: The 2008 revision, Vol. II: Sex and Age Distribution of the World Population Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 31 ]

31 Classi di età Popolazione mondiale, uomini donne 15% 10% 5% 0% 5% 10% 15% Distribuzione percentuale Popolazione totale: fonte: United Nations (2010) World Population Prospects: The 2008 revision, Vol. II: Sex and Age Distribution of the World Population Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 32 ]

32 Classi di età Popolazione mondiale, uomini donne 15% 10% 5% 0% 5% 10% 15% Distribuzione percentuale Popolazione totale: (scenario medio) fonte: United Nations (2010) World Population Prospects: The 2008 revision, Vol. II: Sex and Age Distribution of the World Population Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 33 ]

33 Classi di età Popolazione in India, uomini donne 15% 10% 5% 0% 5% 10% 15% Distribuzione percentuale Popolazione totale: (scenario medio) fonte: United Nations (2010) World Population Prospects: The 2008 revision, Vol. II: Sex and Age Distribution of the World Population Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 34 ]

34 Classi di età Popolazione in Italia, uomini donne 15% 10% 5% 0% 5% 10% 15% Distribuzione percentuale Popolazione totale: (scenario medio) fonte: United Nations (2010) World Population Prospects: The 2008 revision, Vol. II: Sex and Age Distribution of the World Population Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 35 ]

35 La teoria della transizione demografica Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 36 ]

36 fonte: International Monetary Fund (2004) World Economic Outlook: The Global Demographic Transition Proiezioni: trend demografici per regione Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 37 ]

37 fonte: International Monetary Fund (2004) World Economic Outlook: The Global Demographic Transition Proiezioni: struttura di popolazione per regione Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 38 ]

38 L invecchiamento mondiale: 2006 Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 39 ]

39 L invecchiamento mondiale: 2050 Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 40 ]

40 Di nuovo lo spazio: i flussi migratori Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 41 ]

41 Modelli di proiezione demografica: un esempio n 1,t+1 = σ 0 (...f 20 n 20,t + f 21 n 21,t + f 22 n 22,t + f 23 n 23,t + f 24 n 24,t + f 25 n 25,t +...) n 2,t+1 = σ 1 n 1,t 81 4 n 3,t+1 = σ 2 n 2,t n 4,t+1 = σ 3 n 3,t... n 20,t+1 = σ 19 n 19,t n 21,t+1 = σ 20 n 20,t n 22,t+1 = σ 21 n 21,t... n 80,t+1 = σ 79 n 79,t n 81,t+1 = σ 80 n 80,t... Corso di Ecologia modulo 12: popolazioni e demografia [ 42 ]