Системный анализ динамики численности лесных насекомых: обработка информации и моделирование

• Автор: Ковалев, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 136 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Анализ существующих математических методов моделирования

динамики численности насскомыхфиллофагов

Глава 2. Разработка автоматизированной технологии моделирования динамики численности популяций лесных насекомых

2.1. Разработка универсальной модели динамики численности лесных начекомых

2.2. Компьютерная реализация модели динамики численности насекомыхфилофагов

2.3. Структура базы данных.

Глава 3. Реализации моделей динамики численности популяций лесных насекомых

3.1. Модель сосновой пяденицы

3.1.1. Сосновая пяденица особенности биологии и фенологии.

3 остроение модели динамики численности сосновой пяденицы. .
3.2. Модель тополевой моли.
3.2.1. Тополевая мольпестрянка особенности биологии и фенологии.
3.2.2. Построение модели динамики численности тополевой моли
Глава 4. Методы анализа данных. Определение числа аттракторов, параметрическая устойчивость.
4.1. Регрессионные методы прогнозирования динамики численности популяций насекомых
4.2. Реконструкция динамики сложных систем по временной последовательности данных
Глава 5. Имитационная модель влияния естественного отбора на
популяционную динамику лесных насекомых
5.1. Анализ соотношения между числом видов с различными типами динамики численности.
5.2. Компьютерная программа для моделирования влияния модифицирующих факторов на динамику численности вида.
5.3. Анализ результатов исследований с помощью имитационного пакета
Глава 6. Автоматизация определение фазы градации популяции насекомыхфиллофагов по характеристикам крыльев имаг о.
6.1. Изменения морфометрических показателей имаго лесных насекомых в ходе вспышки массового размножения.
6.2. Объекты и методика исследований.
6.3. Технологические аспекты выбора режима сканирования крыльев имаго сосновой пяденицы
Заключение.
Выводы.
Практические результаты работы.
ЛИТЕРАТУРА


При этом ставится задача изучения изменений динамики численности популяций насекомых при различных сценариях изменения окружающей среды, таких, как глобальное потепление, или комплексное изменение под воздействием техногенной нагрузки. Использование таких моделей может повысить эффективность лесозащитных мероприятий, обеспечить снижение затрат на экспериментальные и натуральные наблюдения, помочь при анализе критических ситуаций и побочных эффектов, возникающих при использовании пестицидов. На сегодняшний день лесная энтомология располагает' обширной информацией о массовых размножениях многих хозяйственно важных видов. Однако эта информация, какой бы качественной она ни была, еще недостаточна для построения эффективно работ ающих моделей. Разработан единый подход и автоматизированная технология моделирования динамики численности различных видов насекомых-филлофагов. Предложена гипотеза об эволюционном элиминировании видов с эруптивным типом динамики численности и показано, что возможно резкое увеличение числа видов с эруптивным типом динамики численности при изменении факторов внешней среды (эффект накопленных катастроф). Показано, что по характеристикам окраски крыльев самок имаго возможно определить текущую фазу градации популяции насекомых. Разработан компьютерный пакет для автоматизированного измерения характеристик крыльев имаго насекомых. Разработана единая автоматизированная технология моделирования динамики численности различных видов насекомых-филлофагов. Для моделирования влияния модифицирующих факторов на динамику численности вида предложен подход, связанный с анализом фазовых портретов популяций. Такие характеристик крыльев имаго насекомых, как их окраска и яркость, характеризуют текущую фазу градации популяций и могут быть использованы для диагностики фазы градации. Публикации: материалы диссертации опубликованы в печатных работах. Международных: «ГИС в научных исследованиях заповедников Сибири» (Красноярск, ), «XXXIX Международная научная студенческая конференция «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, ), «Биология - наука XXI века» (І Іущино, ). Моделирование неравновесных систем» (Красноярск, ). Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, изложена на 8 страницах, включает рисунка и таблиц; библиография - 4 наименования. Глава 1. Исследование динамики численности биологических популяций имеет многовековую историю, за время которой был пройден долгий путь от элементарных моделей увеличения числа особей за счет размножения до комплексных компьютерных моделей, учитывающих все многообразие взаимодействия вида в биологическом сообществе. Попробуем кратко охарактеризовать основные направления моделирования динамики численности на современном этапе. Обзор работ по динамике численности лесных насекомых свидетельствует о наличии двух основных стратегий использования математического аппарата в этих целях. Одна из них базируется на анализе численности популяций с учетом воздействия различных экологических факторов (климатических, лесорастительных, ландшафтно-экологических и др. В математическом плане эта стратегия ведет к конструированию имитационных моделей, описывающих воздействие тех или иных экологических факторов с помощью функций влияния (Holling, , ). Подобный подход позволяет достаточно хорошо учитывать воздействие внешних факторов и включать их в различные режимы взаимодействия. Его недостатком является невозможность получения аналитических результатов, характеризующих фундаментальные свойства популяционной динамики. Вторая стратегия заключается в разработке моделей внутрипопуляционного взаимодействия насекомых, зависимости их численности от корма и естественных врагов. При построении таких моделей используются дифференциальные уравнения разных типов, анализ которых позволяет выявить различные типы динамики численности. Однако при этом не исключен произвол в выборе функций, описывающих эти взаимодействия, поскольку сами модели не ограничивают их выбор.