Математическое моделирование трофо-метаболических взаимодействий в популяции и сообществе гидробионтов в биоманипуляционных исследованиях

• Автор: Прокопкин, Игорь Геннадьевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1.0 физическом и математическом моделировании трофо

метаболических взаимодействий в популяциях и сообществах гидробионтов обзор литературы.

1.1. Роль плотности популяции в индукции гамогенеза у i .

1.1.1. Диапауза и факторы, влияющие на индукцию гаметогенеза у ракообразных.

1.1.2. Влияние плотности популяции на смену способа размножения у ветвистоусых ракообразных.
1.1.3.0 некоторых подходах в математическом моделировании популяций и сообществ гидробионтов

1.2. Математические модели в теории и практике биоманипулирования сверхувниз.

1.2.1. Цветение водоемов и методы решения

данной проблемы

1.2.2. Аналитические математические модели в теории биоманипулирования сверхувниз
1.2.3. Имитационные модели как инструмент прогноза состояния водных экосистем и качества воды
1.2.4. Структурные динамические модели в приложении к задачам биоманипулирования
1.2.5. Выводы.
ГЛАВА 2. Дискретная модель циклического размножения популяции
i
2.1. Описание математической модели.
2.1.1. Общая структура модели.
2.1.2. Рост и развитие модельного рачка.
2.1.3. Описание среды культивирования.
2.2. Моделирование развития популяции i калибровка модели
2.3. Верифицирующий эксперимент.
2.4. Роль смены способа размножения в популяционной динамике i теоретический анализ
2.5. Заключение.
ГЛАВА 3. К математическому обоснованию биоманипуляции как
инструмента управления динамикой экосистем континентальных водоемов
3.1. Простейшие математические модели трофических цепей
3.1.1. Описание математических моделей
3.1.2. Стационарные состояния систем
3.1.3. Заключение.
3.2. Обсуждение результатов моделирования трофических цепей в контексте различных биоманипуляционных воздействий
3.2.1. Первичная продукция как
прирост биомассы продуцентов.
3.2.2. О биомассе продуцентов.
3.2.3. Выводы.
3.3. Простейшая математическая модель трофической сети сеголетки хищных рыб питаются зоопланктоном
3.3.1. Описание математической модели.
3.3.2. Стационарное состояние системы.
3.3.3. Анализ полученных результатов
3.4. Заключение.
ГЛАВА 4. Феноменологическая математическая модель влияния биоманипуляции удаления планктоноядных рыб на биомассу цианобактерий в небольшом водохранилище
4.1. Описание модели
4.2. Модельные эксперименты и результаты.
4.3. Обсуждение результатов моделирования
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Анализ трофометаболических взаимодействий в популяциях, сообществах гидробионтов и эффективности биоманипуляционных воздействий на водные ЭС методически удобно начинать с рассмотрения простых аналитических моделей различных трофических схем, потенциально возможных в водных ЭС. Цель данной работы теоретический анализ трофометаболических взаимодействий в популяции и сообществе гидробионтов. Материалы диссертационной работы докладывались на Международной научной студенческой конференции Студент и научнотехнический прогресс г. Новосибирск, г. ИБФ СО РАН г. Красноярск, г. Борок, г. Института биофизики СО РАН гг. Работа выполнена при поддержке гранта ЯЕС2 Министерства образования Российской Федерации и Американского фонда гражданских исследований и развития для независимых государств бывшего Советского Союза С1ФР, гранта Университеты России УР1, фанта КФН РМ и фанта МИГТП СО РАН . Глава I. Сообщества животных, населяющих водоем, принято делить на бентосные и планктонные. Многочисленные исследования, проводимые на водоемах разного типа, убедительно показали, что в функционировании водных экосистем особенно велико значение планктона в частности зоопланктона. Например, около от энергии, ассимилируемой всеми водными животными, приходится на долю зоопланктона Гиляров, . Основное значение в зоопланктоне озер и прудов имеют планктонные веслоногие и ветвистоусые ракообразные Хмелева, , составляющие в некоторых озерах более от общей биомассы зоопланктона Гутельмахср, . Представители данных таксонов являются основными потребителями первичной продукции и пищевыми объектами дя многих рыб. Поэтому актуально изучение механизмов и факторов, определяющих популяционную динамику ракообразных. Одним из возможных способов регуляции численности популяции ветвистоусых ракообразных является смена способа размножения. При благоприятных условиях самки размножаются партеногенетически, отрождая живых рачков. Размер кладки зависит от многих факторов и может меняться от единиц до десятков отрождаемых рачков Байчоров, Семенченко, Задереев и др, . При неблагоприятных условиях для самок характерен гаметогенетический способ размножения, при котором в первой кладке отрождается обычно два покоящихся эфиппиальных яйца. Таким образом, самки ветвистоусых гетерогамны, и, в зависимости от условий, могут образовывать либо партеногенетические яйца, которые без оплодотворения развиваются в самок или в самцов, либо оплодотворенные латентные яйца, из которых после стадии покоя развиваются самки. При переходе с одного способа размножения на другой, снижается скорость прироста численности, т. Макрушин, Полищук, . Что дает популяции каждый тип размножения Партеногенез предоставляет возможность быстрого увеличения численности для того, чтобы с максимальной эффективностью использовать условия среды обитания. Гаметогенез, не увеличивая скорости роста численности как партеногенез, расширяет общий генофонд популяции, образуя большое количество разных генотипов и, благодаря способности гаметогенетического потомства к диапаузе, позволяет популяции пережить неблагоприятные условия среды. Благодаря своей прочной оболочке, эфиппиальные яйца могут без вреда для себя переносить даже полное высыхание водоемов Макрушин, . В дальнейшем при заполнении водоемов водой из эфиппиальных яиц появляются новые популяции рачков. Данное явление задержки в развитии рачков называется диапаузой Алексеев, и для ветвистоусых ракообразных проявляется на стадии яиц Гиляров, . По сути своей именно смена способа размножения, с последующим отрождением эфиппиальных яиц, позволяет популяции ветвистоусых рачков пережить кризисы своего развития. Однако до сих пор остается неизвестным численность рачков в диапазирующей стадии в водоеме, непосредственные стимулы к ее образованию или, наоборот, к переходу в активное состояние, интенсивность возможного пополнения активно размножающейся части популяции за счет дополнительного притока особей из покоящихся стадий Гиляров, .