Экологическая игра «Хищник-жертва»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИГРА «ХИЩНИК-ЖЕРТВА»

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ЗАДАНИЯ

Цель работы: исследовать эволюцию экологической системы при различных условиях, научиться прогнозировать развитие популяции.

1. Ознакомиться с работой программы «Экологическая игра „хищник-жертва“».

2. Используя значения коэффициентов g1=2, g2=1, b1=0.1, b2=0.1, определить стационарные значения численности популяций хищников и жертв.

3. Исследовать эволюцию экологической системы при начальных условиях, близких к стационарному значению. Для этого выбрать начальные численности популяций в пределах: X=12ё16, Y=20ё22. Получить два варианта эволюции (при одинаковых начальных условиях):

а) вымирание популяции Х;

б) выживание популяции Х.

Построить фазовые траектории и временные зависимости X (t), Y (t) для полученных сценариев.

4. Определить начальные условия, при которых возможно вымирание популяции Y. Построить фазовую траекторию и временные зависимости X (t), Y (t).

5. Определить начальные условия, при которых возможно вымирание популяции Х. Построить фазовую траекторию и временные зависимости X (t), Y (t).

6. Осуществить экологическое планирование:

а) определить начальные условия, при которых система может совершать циклические колебания. Построить фазовую траекторию и временные зависимости X (t), Y (t);

б) осуществить неправильное управление экосистемой. Определить начальные условия, при которых эволюция системы приводит к демографическому взрыву обеих популяций. Построить фазовую траекторию и временные зависимости X (t), Y (t).

7. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы по работе.

8. Ответить на контрольные вопросы.

популяция вымирание экологический ОТЧЕТ Стационарные значения численности хищников и жертв:

Xst=16−2=14

Yst=22−1=21

Эволюция экологической системы при начальных условиях, близких к стационарному значению:

X= 14 Y=21

а) вымирание популяции Х б) выживание популяции Х Эволюция экологической системы при произвольных начальных условиях:

X= 5 Y=5

а) вымирание популяции Y

б) вымирание популяции Х

4. Экологическое планирование:

X= 15 Y= 22 X= 5 Y= 10

а) циклические колебания системы б) демографический взрыв обеих популяций

ВЫВОДЫ Зная начальные значения численности популяций, можно определить развитие популяций в будущем. Если начальные значения численности популяций не известны, то их можно определить, используя значения коэффициентов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Каким образом задаются значения коэффициентов g1, g2,—b1, b2?

2. Какими причинами может быть обусловлен демографический взрыв популяции жертв, популяции хищников?

3. Каким образом можно избежать неуправляемого роста численности популяций жертв и хищников?

4. Каким образом учитывается действие на систему случайных факторов?

5. Каковы недостатки рассмотренной модели?

6. Как можно использовать модели подобного типа при экологических исследованиях?

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

2. Обычно в системе отношений хищник-жертва со временем устанавливаются постоянные незатухающие колебания численности хищников и жертв. Отсутствие хищника для какой-либо популяции может вызвать «демографический взрыв» численности популяции «жертв», который подрывает кормовую базу данной популяции и вызывает к жизни какие-то иные механизмы корректировки численности, чаще всего в виде болезней или таких поведенческих механизмов, которые связаны с пренебрежением к жизни каждой отдельной особи.

3. Неуправляемый рост численности популяций жертв и хищников можно избежать при равномерном распределении жертв и хищников в пространстве.

4. Численность жертв и хищников изменяется благодаря рождаемости и смертности. Случайные факторы не задействованы.

5. Численности популяций жертв и хищников зависят только от времени и не зависят от пространственного распределения популяции на занимаемой территории; естественная смертность жертв не учитываются;

скорость роста численности жертв уменьшается пропорционально численности хищников, а темп роста хищников увеличивается пропорционально численности жертв; эффект «насыщения» у хищника не наступает, т. е. хищник всегда голоден.

6. Модели подобного типа позволяют оценить возможные последствия воздействия человека на природу и организовать его деятельность так, чтобы не допустить «экологической катастрофы».