ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие................................................................................... 6 Введение ........................................................................................17 Глава 1. Простейшие математические модели популяционной динамики ............ ............................................23 § 1.1. Исследование однородной популяции, живущей изолированно в неизменной среде .........................................23 § 1.2. Лимитированная популяция с логистическим законом роста. Обобщенная логистическая популяция ...................... 26 § 1.3. Динамика численности популяции в периодической среде........................................................................................... 31 § 1.4.Опасность жёсткого планирования при эксплуатации экосистем................................................................................... 35 Глава 2.Системы обыкновенных дифференциальных уравнений как математические модели динамики реальных взаимодействующих популяций ……………………………...44 §2.1.Нормальная система дифференциальных уравнений. Фазовые пространства.............................................................. 44 § 2.2. Классификация точек, характеризующих равновесное состояние системы.................................................................... 50 §2.3. Предельные циклы (устойчивые колебания) .............. 57 § 2.4. Об устойчивости равновесных состояний взаимодействующих популяций ............................................................. 60 Глава 3.Качественная теория дифференциальных уравнений и анализ изменений состояния экосистем .................................... 63 §3.1.Исследование устойчивости положения равновесия линейных однородных систем................................................. 64 §3.2.Исследование устойчивости положения равновесия по первому приближению (первый метод Ляпунова)................ 71 §3.3.Исследование устойчивости положения равновесия вторым методом Ляпунова ...................................................... 78 §3.4.Исследование устойчивости развития фито- и зоопланктона и водохранилищах.................................................................... 84 § 3.5. Динамика береговой экогеосистемы в морских экотонах ...92 Глава 4. Модели динамики численности двух взаимодействующих популяций при различных типах взаимодействия…………….101 §4.1. Взаимодействие двух популяций, борющихся за общую пищу……………………………………………………………..…101 § 4.2. Исследование сообщества типа «хищник-жертва»……..106 § 4.3. Обобщение модели «хищник-жертва» введением внутривидовой конкуренции…………………………………………………...116 § 4.4. Математическая модель популяций Колмогорова……..120 §4.5.Типы трофических функций и устойчивость сообщества «хищник-жертва»……………………………………………...121 Гл а в а 5. Модели взаимодействия нескольких популяций…..125 § 5.1. Взаимодействие нескольких популяций, борющихся за общую пищу………………………………………………….125 § 5.2. Другие типы биологического взаимодействия в сообществе нескольких популяций..............................................................127 § 5.3. Об устойчивости в вольтерровских биологических моделях сообщества ..................................................................130 § 5.4. Понятие экологической ниши и динамические уравнения конкуренции .............................................................................133 § 5.5. Управление вольтерровской биологической системой .....138 Глава 6. Бифуркации в экологических моделях........................141 § 6.1. Классификация границ в области устойчивости РаусаГурвнца......................................................................................143 § 6.2. Формулировка основных бифуркационных теорем..........145 § 6.3. Бифуркации в модели популяции с перекрывающимися поколениями .............................................................................151 § 6.4. Модель Холлинга-Тзннера ..............................................156 § 6.5. Бифуркации в экологической модели с тремя трофическими уровнями ..........................................................160 §6.6. Бифуркация рождения цикла из равновесного состояния экогеосистемы ..........................................................................163 Глава 7. Экологические системы в случайной среде................ 168 § 7.1. Пространственное распределение особей ......................... 168 § 7.2. Дисперсионный анализ и его применение в экологических исследованиях ......................................................................... 172 § 7.3. Статистические закономерности для среднего числа наводнений в Санкт-Петербурге за год, уровень которых превышает заданную высоту над нулевой отметкой.................................................................................. 183 § 7.4. Распределение высоты наводнений в СанктПетербурге...................................................................... 190 § 7.5. Распределение зимней температуры в СанктПетербурге ....................................................................... 195 Заключение ........................................................................... .202 Приложения ......................................................................... .211 I. Выраж ения ляпун овских величин через коэф фициенты системы двух уравнений первого порядка …………… 212 II. Значения пяти- и однопроц ентных пределов уклон ения величины F B зависимости от степеней свободы k± и& 2…………………………………………… ………… ………….. 214 III. Зн а чен и я в ерхн ег о q % п р ед ела %^ в за в и с и м ости от вероятности Р(% 2 > % 2, ) и числа п степеней свободы % распределения........................................................................ 220 IV. Таблица значений нормированной функции Лапласа .................................................................................222 Список литературы ...............................................................223 Предметно-именной указатель.......................................... 228