|
Экологическое моделирование на нынешнем этапе соединяет способы натурно-экспериментального), математического, численного моделирования на электронно-вычислительных машинах и выходит в конечном счете на методы системного моделирования, органически сочетающие вышеуказанные приемы и представляющие собой один из общенаучных способов познания.
Моделирование экологических объектов и процессов уже имеет историю, причем главные ее страницы связаны с математическими моделями. Применение математики в классической экологии долгое время было связано с общими тенденциями математизации биологии. В этом направлении были осуществлены пионерские работы 20-х годов нашего века. Это прежде всего работы А. Лотки и В. Вольтерры, ознаменовавшие начальный этап проникновения математики в биологию и экологию. В. Вольтер- ра создал теорию динамики популяций, продемонстрировавшую эффективность метода дифференциальных уравнений для описания сложных биологических и экологических процессов. Математическая теория динамики популяций, опиравшаяся на многие упрощения, в целом оказалась спорной, правда, некоторые экологические эксперименты, в частности проведенные в 30-х годах Г. Ф. Гаузе опыты на бактериях, подтвердили отдельные ее выводы. В. Вольтерра назвал свою работу «Математическая теория борьбы за существование», хотя она представляла по существу совокупность математических моделей, построенных на базе дифференциальных уравнений, описывающих взаимоотношения биологических популяций. Эта классическая работа стимулировала большое число трудов по математизации экологии и биологии. ;Сюда следует отнести математические работы А. Н. Колмогорова, исследования школы Н. Рашевского, оригинальные построения Б. А. Костицина, наконец, много- Численные современные исследования и разработки (А. А. Ляпунова, И. А. Полетаева, К. Уатта, М. Уильям- сона, Дж. Смита и др.) 4.
В поисках дальнейшего обобщения уравнений динамики популяции Вольтерра использовал энергетические соображения, ввел понятие демографического потенциала биоценоза, в частности построил известную модель «хищник — жертва», в которой математически сопоставлялись прямые и обратные взаимосвязи биологических видов хищника и жертвы (установлено, например, что когда падает численность вида жертвы, то соответственно падает и численность хищников — в пределе полное исчезновение жертв означает и гибель хищников). Им также были применены методы вариационного исчисления. В 50-х годах эти идеи позволили Э. Кернеру создать так называемую статистическую механику биологических ансамблей, напоминающую классическую равновесную статистическую механику сильно разреженных газов. Практическая значимость этой теории определяется существованием биоценозов с большим числом взаимодействующих видов.
Реклама
Покупка и продажа билетов на самолет. авиабилеты Геленджик дешево без ндс.
|
