Анализ процессов конкурентного выживания в экологических системах методом имитационного моделирования

В работе методом численного эксперимента исследовано поведение модели Лотки-Вольтерры, описывающей соотношение популяций хищника и жертвы в элементарном звене трофической цепи и являющейся основой построения большинства моделей количественной экологии. Исследована чувствительность модели к трехкратному скачкообразному изменению количественных параметров размножения жертвы и смертности хищника. Построены фазовые портреты с учетом изменения параметров системы и начальных условий. Проведен параметрический анализ влияния коэффициентов модели на численность популяций. Показано, что в данной системе основное влияние на изменение фазовой траектории оказывает не само изменение количественных параметров системы, а момент скачкообразного воздействия. Если момент скачкообразного увеличения скорости размножения приходится на стадию роста популяции жертвы, такое воздействие как бы подталкивает колебательную систему в сторону раскачивания, тогда как толчок, произведенный в противофазе приводит к спаду амплитуды колебаний. Одним из выводов является то, что по фактическому проявлению никак нельзя определить на какой стадии произошло воздействие и относится оно к хищнику или к жертве. Другим выводом является то, что системы, включающие в себя трофические цепи, склонны к множественным стационарным состояниям, бифуркациям и хаотическим перескокам с одного предельного цикла на другой. Также исследована модель конкуренции нескольких видов за пищевые ресурсы с логистической функцией роста. Показано, что что из-за реализации эволюционного принципа «все или ничего» выживают только виды с наибольшим значением параметра отношения констант размножения и гибели.