Тезисы докладов

Эволюция видов и экосистем: теоретический анализ и моделирование

Основная трудность, с которой сталкиваются при описании и изучении биологического разнообразия, заключается в более или менее выраженной его пространственной структурированности и сильной неоднородности. Наиболее ярко это выражено в фитоценозах, поскольку большинство видов растений, как правило, заполняют свои места обитания весьма неравномерно, образуя скопления и пустоты, которые далеко не всегда удается убедительно объяснить неоднородностью условий внешней среды на соответствующих ареалах. Впечатляющим примером здесь является четко выраженная пятнистость тундровых фитоценозов, однако и таежные сообщества растений оказываются очень пятнисты и неоднородны. Механизмы этой неоднородности до сих пор не удалось описать и проанализировать в рамках классических биологических способов исследования. В данном сообщении предлагается математическая модель пространственно-временной динамики сообщества растений, объясняющая возникновение неоднородного (пятнистого) пространственного распределения неустойчивостью характера динамики сообщества, явлениями динамического хаоса и процессами хаотической самоорганизации.

При построении данной модели, учитывалось взаимодействие растений, расположенных вблизи друг от друга и оказывающих влияние, как на увеличение биомассы (например, новая поросль), так и на ограничение её роста, вызванное конкуренцией за ресурсы, необходимые для жизнедеятельности (в первую очередь, за свет). Базовый вариант предлагаемой модели имеет вид

,

где - плотность биомассы i-го вида в точке x в момент времени t, M- физическое пространство, ареал обитания сообщества, параметр g характеризует чувствительность подавляемой биомассы к конкурентному воздействию, параметр r отражает нелинейность зависимости степени конкурентного лимитирования от плотности подавляющей биомассы, ядра и характеризуют прирост и диссимиляцию биомассы и зависят от расстояния между точками x и y, их можно выбрать в виде гауссовских кривых. Показано, что увеличение интенсивности конкурентного давления приводит к процессам хаотической самоорганизации и возникновению сложно структурированных неоднородных (пятнистых) пространственных распределений.

Результаты моделирования иллюстрируются анализом структуры куртин (групп деревьев с перекрывающимися кронами) на опытном участке заповедной тайги, расположенного на севере Хабаровского края. Осуществлена попытка прогноза сукцессии этого типа леса.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск
    Дата последней модификации: 06-Jul-2012 (11:44:54)