Реальные экологические системы подвержены случайным флуктуациям внешнего и внутреннего характера. Первые связаны с колебаниями во времени различных физических характеристик среды, вторые вызваны непосредственно случайным характером взаимодействия между различными компонентами биологического сообщества, связанным, например, со случайностью встреч хищников и жертв, внутрипопуляционными флуктуациями рождаемости и смертности, пространственными и временными колебаниями биомассы продуцентов и т.д.[ ...]
Характерным примером флуктуаций численности, связанных с погодными условиями, являются данные (приведенные на рис. 124) для серой цапли, заметные падения численности которой связываются с суровыми зимами.[ ...]
Из таблицы видно, что динамика численности вида существенно определяется температурой среды, при этом синоптические температурные возмущения с характерным временем изменений порядка нескольких дней будут выступать как белый шум для этой популяции, естественное время генерации которой достигает 10 недель.[ ...]
С другой стороны, обращаясь вновь к рис. 124, можно заметить, что характерное время корреляции климатических изменений составляет величину порядка 3—5 лет. Так как среднее время генерации для серой цапли 10—15 лет, ясно, что данные случайные отклонения климатических условий от средних многолетних не являются 5-коррелированным возмущением для популяции. Последействие здесь является существенным, но так как время возмущений все-таки заметно меньше собственного времени системы, то допустимо применение диффузионного подхода, однако предпочтительным является использование схемы не Ито, а Стратоновича (см. далее § 4 этой главы).[ ...]
Так же как и любые детерминистские факторы могут быть зависящими и не зависящими от плотности популяции (численности вида на данном ареале), так и флуктуации (их средние, интенсивность, время корреляции) могут зависеть и не зависеть от численности. Так, например, действие климатических факторов (и их колебания), как правило, не зависят от плотности, в то время как действие биотических факторов (хищничество, конкуренция, паразитизм, болезни и т.д. зависят от плотности популяции. Поэтому в математических моделях вид интенсивности случайных колебаний численности как функции самой численности и различных абиотических параметров может быть весьма разнообразным. В частности, можно считать, например, как это принято в физических моделях, что дисперсия флуктуации прироста пропорциональна численности N, т.е. интенсивность соответствующих возмущений в динамических уравнениях пропорциональна у/Й. На уровне качественных моделей, исходящих из качественных предпосылок, естественно вводить случайные составляющие как параметрический шум, что автоматически определяет зависимость стохастических свойств от численности, времени и т.д. При моделировании конкретных популяций и экологических систем, напротив, необходимо тщательно изучать причины флуктуаций биомассы, выделять случайные составляющие и оценивать их основные характеристики и статистическую связь с реальными физическими характеристиками и особенностями внутри- и межвидового взаимодействия.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Зависимость численности серой цапли от времени |
 |