Решетчатые имитационные модели динамики популяций травянистых растений разных жизненных форм

• Автор: Михайлова, Наталья Вячеславовна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Оглавление
Введение.
Глава 1.Подходы к моделированию динамики популяций растений . разных жизненных форм.
1.1. Основные представления концепции дискретного описания онтогенеза растений. Базовый онтогенетический спектр как основная

характеристика состояния ценопопуляции.

1.2. Аналитические подходы к исследованию состояния популяции

1.3. Матричные модели.

1.3.1. Матрица Лесли и ее расширения

1.3.2. Исследование популяций с двойной классификацией особей

1.4. Модели геометрии пространственного разрастания растений

1.4.1. Концепция биоморф

1.4.2. Моделирование особенностей геометрии ветвления коротко и длиннокорневищных растений
1.4.3. Клеточноавтоматные модели.
1.4.4. Пространственные модели инвазии
1.5. Заключение по Главе 1.
Глава 2.Модели инвазии ценопопуляций растений разных жизненных
2.1. Определение элемента ценопопуляции растений разных биоморф для моделей инвазии.
2.2. Выделение основных параметров модели.
2.3. Последовательность основных действий модели
2.4. Заключение по.Главс 2.
Глава 3Моделирование инвазии ценопопуляций травянистых растений в.
однородные местообитания...
3.1. Общая формулировка моделей.
3.2. Модель динамики ценопопуляции сныти обыкновенной при разных условиях освещенности.
3.2.1. Результаты моделирования. Сныть обыкновенная в условиях, слабой освещенности..
3.2.2. Результаты моделирования. Сныть обыкновенная в условиях сильной освещенности
3.2.3. Автохорное семенное расселение
3.2.4. Учет зоохорного разноса семян.
3.2.5. Влияние структуры источника инвазии на динамику ЦП
3.3. Модель динамики ценопопуляции звездчатки ланцетолистной
3.3.1. Результаты моделирования
3.3.2. Автохорное семенное расселение
3.3.3. Учет зоохорного разноса семян.
3.3.4. Влияние структуры источника инвазии на динамику ЦП
3.4. Модель динамики ценопопуляции копытня европейского
3.4.1. Результаты моделирования при автохорном семенном расселении .
3.4.2. Учет зоохорного разноса семян.
3.4.3. Влияние структуры источника инвазии на динамику ЦП
3.5. Сравнение динамики ЦП в матричных и решетчатых моделях
3.6. Заключение по Главе 3.
Глава 4.Моделирование инвазии ценопопуляций растений в
неоднородные местообитания.
4.1. Инвазия модельных видов травянистых растений в неоднородные местообитания
4.1.1. Моделирование инвазии ценопопуляций исследуемых видов в отсутствие семенного размножения
4.1.2. Моделирование инвазии ценопопуляций исследуемых видов при имитации семенного размножения.
4.2. Особенности динамики растений при непрерывном изменении градиента.
4.3. Заключение по Главе 4
Заключение
Список литературы


Созданы вычислительные алгоритмы, позволяющие имитировать пространственные особенности вегетативного разрастания для растений разных жизненных форм. Рассмотрено влияние вегетативного и семенного способов самоподдержания по отдельности и в совокупности и способов расселения автохории, зоохории на развитие ценопопуляций травянистых растений. Выявлены критические доли непригодных для заселения микроучастков, препятствующие инвазии модельных видов растений на неоднородную территорию. Теоретическое значение работы. С. помощьюсозданных моделей и проведенных на их основе вычислительных экспериментов показана возможность анализа динамики популяций растений разных, жизненных форм со сложной пространственной структурой разрастания. Введенный в семействе моделей учет онтогенетических состояний и заданиепараметров моделирования в виде диапазонов или вероятностей позволяют также имитировать поведение ценопопуляций растений с учетом динамической и морфологической поливариантности особей. Оказалось возможным сформулировать модели с небольшим числом значимых параметров, что позволяет строить упрощенные модели ценопопуляций растений, дающие возможность исследовать вопросы сохранения и восстановления редких и исчезающих видов с учетом особенностей их местообитаний. Практическая значимость результатов. Предложен подход, позволяющий провести количественную оценку скоростей внедрения травянистых растений в нарушенные, местообитания с учетом семенного и вегетативного способов самоподдержания, а также с учетом зоохории. Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Количественная оценка разнообразия растительности темнохвойных лесов Европейской России, гг. На разных этапах выполнения исследований по данной теме работа поддерживалась грантами РФФИ 5, . Реализация результатов исследования. Разработанная система моделей используется в следующих учебных курсах а Системный анализ и математическое моделирование в экологии, Пущинский государственный, университет б Моделирование в экологии, Пущинский филиал МГУ им. М.В. Ломоносова. Апробация работы. Математика, компьютер, образование Пущино, IV, V и VI Европейских конференциях по экологическому моделированию Блед, Словения, Пущино, Триест, Италия, Международном ботаническом конгрессе Вена, Австрия, V международной конференции по математической биологии и биоинформатике. ЙошкарОла, , , Пущинских школахконференциях молодых ученых Биология наука XXI века , , , III Всероссийской школеконференции Актуальные проблемы геоботаники Петрозаводск, . Личное участие автора. Автором совместно с научным руководителем были сформулированы цель и задачи исследования. Автором разработаны алгоритмы вегетативного разрастания и семенного размножения растений разных жизненных форм с учетом их онтогенетических состояний. На базе алгоритмов создано семейство решетчатых моделей популяций, основанных на клеточноавтоматном подходе. Автором проведена калибрация моделей на основе экспериментальных данных, полученных в НеруссоДеснянском Полесье на юговостоке Брянской области Россия к. Н.Б. Богдановой. Проведены вычислительные эксперименты, соответствующие поставленным в диссертации задачам. Автором совместно с научным руководителем проведен анализ результатов моделирования. Основные положения диссертации, выносимые на защиту. Показана возможность теоретического исследования пространственной и временной динамики популяций растений разных жизненных форм с помощью решетчатых имитационных моделей, основанных на небольшом числе определяемых в эксперименте параметров. Публикации. По материалам исследования опубликовано работ, из них по теме диссертации, в том числе одна в журнале, входящем в перечень ведущих рецензируемых научных журналов, и изданий ВАК, 6 публикаций в зарубежных изданиях. Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка. Первая глава диссертационной работы посвящена рассмотрению существующих дискретных подходов к моделированию динамики растительных популяций.