28. Математическая модель Лотки-Вольтерры динамики двухвидовой системы «хищник-жертва»
К этой категории биотических отношений принадлежат любые отношения между двумя видами , при которых увеличение (уменьшение) численности первого вида(хищника) влечет за собой уменьшение(увеличение) численности второго вида(жертва). Тогда как увеличение (уменьшение) численности 2-го вида вызывает увеличение (уменьшение) численности первого вида.
Рассмотрим исходную модель «хищник-жертва». Уравнения , описывающие взаимодействие хищников и жертв, получены при следующих допущениях:
В отсутствии хищников численность жертв возрастает со скоростью пропорциональной их числу
В отсутствии жертв число хищников убывает со скоростью пропорциональной их числу
В результате встречи хищников с жертвами увеличивается число хищников и уменьшается численность жертв, такое изменение численности пропорционально произведению численности каждого вида.
Третье допущение означает что суммарное количество биомассы жертв, потребляемая хищниками в единицу времени , линейно зависит от численности жертв и хищников.
На основании этих допущений , модель системы «хищник-жертва» можно записать в виде 2-х нелинейных уравнений.
=
=
-
число
жертв
число
хищников
коэф-т
скорости размножения популяции жертвы
в отсутствии хищника
коэф-т
скорости потребления популяций хищника
популяции жертва при единичной плотности
обеих популяций
коэф-т
скорости естественной смертности
хищника. В общем случае , коэф-т
должен учитывать зависимость смертности
хищника от количества пищи
коэф-т
переработки потребленной хищником
биомассы жертвы в собственную биомассу.
следует
из этой системы уравнений , популяции
жертвы и хищника размножаются с коэф-тами
прироста равными
и
29. Эколог-ое равновесие в природно-технических системах.
В наст. время наиболее важными критериями состояния природной среды считаются системные показатели. Они подразделяются на эколог-ие и ландшафтные.
Ландшафтные показатели вытекают из методологии ландшафтного планирования, в рамках которой разработаны представления о емкости ландшафта структурной сложности и показателях его нарушенности. Среди эколог-ких показателей выделяют показатели нарушенности сукцессионального процесса, а именно-закономерного изменения видового разнообразия, спектрожизненных форм, биомассы, продуктивности, накопление отмершей органики, биогенного круговорота в целом.
Важными критериями состояния природной среды являются такие показатели как: неблагополучное состояние; эколог-ое бедствие.
Закон внутреннего динамического равновесия экосистемы действует как регулятор нагрузок на ОС при условии, если не нарушены «баланс компонентный» и «баланс крупных территорий». Эти балансы являются нормами рационального природопользования и лежат в основе мероприятий по охране ОС.
Сущность закона внутреннего динамического равновесия состоит в том, что природная система обладает внутренней энергией вещества, информацией и динамическим качеством, которые связаны между собой настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает в других или в том же, но в другом месте, или в другое время сопутствующие функционально качественные перемены, сохраняющие сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических показателей всей природной системы. Именно этот баланс обеспечивает системе такие средства как сохранение равновесия, замыкание цикла в системе, ее самовосст-ие и самоочищение.
Естественное равновесие - одно из важных живых систем сохранять естественные параметры экосистемы, оно может не нарушаться при антр-ом влиянии и переходить в равновесие эколог-ое.
Равновесие эколог-кое - это баланс естественных или измененных человеком средообразующих компонентов и природных процессов, приводящих к длительному(условно-бесконечному) существованию данной экосистемы.
Различают: 1.компонентное эколог-ое равновесие, основанное на балансе эколог-их компонентов внутри одной экосистемы; 2.Территориальное эколог-ое равновесие, которое возникает при некотором соотношении интенсивно-эксплуатируемом(агроценозы, урбокомплексы) или экстенсивно(выносы леса) и не эксплуатируемые(заповедники) участки, обеспечивающие отсутствие сдвигов в экобалансе крупных территорий в целом. Этот вид экоравновесия учитывают при расчете эколог-ой емкости территории.
Естественное равновесие может не обратимо нарушено при антропогенном влиянии и переходить в природно-антропогенное равновесие. Это вторичное эколог-ое равновесие, образующееся на основе баланса, измененных человеческой деятельностью средообразующих компонентов и природных процессов.
Это равновесие может быть различных уровней от потенциального восст-ия в ходе сукцессии узловых сообществ до устойчивого опустынивания территории. Например: при чрезвычайной ситуации(извержение вулкана). Смена климаксной фазы сукцессии будет происходить по следующим стадиям:1.устойчивое(пионерное, сукцессионные фазы); 2.нарушение устойчивого равновесия (сукцессия прерывается на промежуточной стадии); 3.экологический кризис (пионерные виды занимают все экологическое пространство);4.стабилизация среды(пионерные виды дают начало новым формам); 5.устойчивое равновесие (новые формы заполняют экониши). Например, территорию крупных городов следует рассматривать как экосистему с равновесием природно-антропогенного типа, существующую при постоянном внешнем воздействии человека и интенсивной эксплуатации им.
Понятие экологического равновесия условно, поскольку закономерные изменения имеют тенденции к смещению. По этой же причине понятие экоравновесия условно с точки зрения предельно-допустимых норм по всем экологическим критериям. Однако понятие ПДН требует обоснования с точки зрения:1.локально-экологического скачка(или интенсивности местных потерь);2.возможности необратимых смещений экологического равновесия;3.характера экологического противодействия(экореакции на функционировании объекта);4.потенциально-экологических резервов в рассматриваемых интервалах взаимодействия искусственных объектов с ОС.
Эффективное решение задач ОС опирается на инженерный анализ реальной экологической обстановки в конкретной ПТГ. Одним из таких анализов является исследование возможных источников вредных воздействий на объекты геологической атмосферы.