Моделирование симбиоценозов птиц

Эпизоотология, эпидемиология и мониторинг паразитарных болезней

Скачать статью в PDF формате
English version
УДК 619:616.995.1

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИМБИОЦЕНОЗОВ ПТИЦ

A.M. АРАМИСОВ1
кандидат биологических наук
М.К. КОЖОКОВ1, М.М. ШАХМУРЗОВ1
доктора биологических наук
Б.К. ЛАЙПАНОВ2
доктор ветеринарных наук
М.А. КОШОКОВА1
аспирантка
А.Г. БУЛАТОВА1
соискатель
1 Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова, 360030, г. Нальчик, пр. Ленина, 1-в, тел.: 8 (8662) 40-47-00; e-mail: muchkog(S>yandex.ru)
2 Московский институт комплексной безопасности Министерства образования и науки РФ, Москва

Логико-информационное моделирование еще не в полной мере реализовывается для прогнозирования возможных нарушений в живых экосистемах. Между отдельными видами в экосистеме возможны отношения «паразит-хозяин». Предложенные алгоритмы можно использовать в создании моделей сложных природно-экологических систем – симбиоценозов птиц. Сделана попытка применения этих алгоритмов при многокомпонентных симбиоценозах птиц.

Ключевые слова: экосистемы, логико- информационное моделирование, симбиоценозы, птица.


Наличие большого количества компонентов в реальных экологических системах привело к необходимости разработать логико-информационный подход к их математическому описанию.

В динамических моделях описания сложных экосистем исследователи неизбежно вынуждены идти по пути агрегирования компонентов системы. При этом игнорируется судьба отдельных видов организмов в системе, особенно тех, которые не являлись доминирующими на своем трофическом уровне. В отличие от динамических, логико-информационные модели сложных экосистем являются статическими – время в них не рассматривается в числе учитываемых переменных. В логико-информационных моделях возможно учесть все виды организмов в экосистеме и все связи между ними и средой. Однако, состояние популяций характеризуется при этом упрощенно с учетом трех режимов их функционирования: гибель, существование без доминирования, существование с доминированием. Существование и доминирование i вида организмов описывается булевыми переменными bi и di. При этом bi = 0, когда вид погибает; bi = 1, когда он существует; di = 0, когда вид не доминирует; di = 1, когда он доминирует.

Такое упрощенное описание позволяет составлять модели для экосистем, включающих сотни и тысячи видов организмов. Поскольку между отдельными видами в реальной экосистеме возможны отношения паразит-хозяин, то логико-информационная модель практически любой реальной природной экосистемы в то же время является моделью многокомпонентного симбиоценоза, в частности, паразитоценоза птиц.

Переменные bi и di описывают при помощи логических соотношений вида:
bi = Bi(pk i, ...,pni) (1)
di = Di (qk i, ...,qmi), (2)
где pki, qki – абиотические и биотические параметры среды, обусловливающие существование и доминирование i вида организмов.

Каждому из параметров pki отвечают границы экологической валентности i вида. Параметр pki описывают булевыми переменными. Он принимает значение 1, когда величина отвечающего ему реального параметра среды находится в границах экологической валентности. В противном случае pki принимает значение 0.

Аналогично возможности доминирования i вида соответствуют и границы изменения параметров qki, которым также придаются значения 1 и 0. Значения bi и di, согласно уравнениям (1) и (2) будут равны 1, если все переменные в их правых частях равны 1. При появлении хотя бы одного нуля среди pki и qki значения bi и di также будут равны нулю.

Биотические параметры среды pki и qki будут некоторыми логическими функциями от bi и di. Так, если j вид служит хозяином или пищей для i, то соответствующий параметр psi определится выражением: psi = bj. Это означает, что при гибели популяций хозяина или жертвы паразит или хищник не сможет также существовать.

В логико-информационной модели используют банк данных об экологической валентности видов и о связях между видами организмов и средой, а также о связях видов между собой. Связи между видами последовательно анализируют на основе использования информационно-поисковых алгоритмов модели.

Анализ модели проводят с задания возможных изменений параметров внешней среды, например, вследствие воздействия антропогенных факторов. Согласно соотношениям (1) и (2) виды, для которых нарушаются условия существования (или доминирования), прекратят существовать (или доминировать). В результате изменятся значения параметров pki, qki для тех видов, с которыми они связаны отношениями хищник-жертва или паразит-хозяин. Изменения в структуре системы охватят все виды, существование или доминирование которых связано на основе прямых или опосредованных связей с видами организмов, режим функционирования которых изменился в результате непосредственного воздействия изменения абиотических параметров внешней среды.

Логико-информационные модели предназначены для описания сложных природных систем, состоящих из функционирующих элементов любой природы – биологической, химической, физической, социальной. Функционирующий элемент потребляет и производит некоторые ресурсы. Пока его потребности в ресурсах удовлетворяются, элемент функционирует нормально. В противном случае элемент выходит из строя, а вместе с ним нарушается функционирование элементов, для которых он вырабатывал ресурсы. Таким путем нарушения распространяются в структуре системы в пределах действия прямых и опосредованных связей. Логико-информационное моделирование еще не в полной мере реализовывается для прогнозирования возможных нарушений в экосистемах. Вместе с тем, некоторые предложенные алгоритмы нашли применение в создании моделей сложных природно-экологических систем птиц.

Исходя из имеющихся данных делается попытка применения этих алгоритмов при многокомпонентных симбиоценозах птиц.

Литература

1. Беляев В.И. Математическое описание поведения частиц в экологических системах // Человек и биосфера. – 1983. – Вып. 8. – С.109–124.
2. Беляев В.И. Прогнозирование изменений структуры сложных экологических систем под воздействием антропогенных факторов // Автом. –1980. – № 4. – С. 73–79.
3. Kozhokov М.К., Petrov Yu.F. Symbiocenosis of poultry and wild birds in Kabardino-Balkaria // 10-th European poultry conference. – Jerusalem, Israel, 1998.


© 2016 The Author(s). Published by All-Russian Scientific Research Institute of Fundamental and Applied Parasitology of Animals and Plants named after K.I. Skryabin.
This is an open access article under the Agreement of 02.07.2014 (Russian Science Citation Index (RSCI) and the Agreement of 12.06.2014 (CABI.org / Human Sciences section).