Алексеев В.В. Физическое и математическое моделирование экосистем

Подождите немного. Документ загружается.

253. M e n z e 1 D. W. Summary of experimental results: controlled ecosystem

pollution experiment//Bull. mar.

Sci.—1977.—Vol.

27,—P. 142—143.

254. Menzel D. W, С a s e J. Concept and design: CEPEX//Bull. Mar. Sci.

1977 — Vol. 27 —P. 1—7.

255. Menzel D. В., S t e e

e J. H. The application of plastic enclosures to

the

study of pelagic marine biota//Rapp. P.— V. Reun. Cons. int. Explor.

Mer.—1978.—Vol. 173.—P. 7—12.

256. Microcosms in ecological research/Giesy J. P.— ed.— 1980.— Tech. Inf.

center

U. S. Depart, of Energy.

257. Modelling of marine systems/Nihoul J. С J.— ed.— 1977. Elsevier: Am-

sterdam.—272 с

258. M о n о d J. Recherches sur la croissance des cultures bacteriennes.— Paris.

1942.-211 p.

259. M о n о d J. La technique de culture continue. Theorie et applications//Ann.

Inst.

Pasteur.—1950.—Vol. 79 —P. 390—410.

260. M о r a n V. S., S о u t h w о о d T. R. E. The guild composition of arthropod

communities in trees//J. Animal Ecol.—1982.—Vol. 51.—P. 289—306.

261.

Murphy T. P., Lean D. R. S. Blue—green algae: their excretion of

iron-selective chelators enables them to dominate other algae//Science.—

1976.— Vol. 192, N. 4242.— P. 900—902.

262. Nalevajko C, Schindler D. W. Primary production, extracellular

release and heterotrophy in two lakes in the ELA, Northwestern Ontario//

Fish. Res. Bd. Canada

—1976.—Vol.

33. P. 219—226.

263. N i с h о I i s K- H., Dillon P. J. An evaluation of phosphorus—chlo-

rophyll—phytoplankton relationshipps for lakes//Int. Rev. ges. Hydrobiol.—

1978

—Vol.

63, N. 2 —P. 141—154.

264. Nicholson A. J. Competition for food amonst Lucilia cuprina larvae//

Proc.

YIII Int. Congr. Entomol. Stockholm.—1948. P. 277—281.

265. Nicholson A. J. An outline of the dynamics of animal populations//

Austr. J. Zool —

1954.—Vol.

2, N. 1.—P. 9—65.

266. Nicholson A. J. The

self

adjusment of populations to change/Cold

Spring Harbor Symposia on Quantitative

biology.—

1957.— Vol. 22.—

153—173.

267. Nicholson A. J. Compensatory reactions of populations to stress and

their

evolutionary significance//Austr. J. Zool.— 1954. Vol. 2, N. 1.— P. 1—8.

268. N i s b e t R. M., G u r n e у W. S. С Modelling fluctuating populations.—

Y.: John

Wiley.—

1982.

269. Novick A., Szilard L. Description of the chemostat//Science.— 1950.—

Vol. 112.—P. 715—718.

270. Nyholm N. A simulation model for phytoplankton growth and nutrient

cycling in eutrophic, shallow lakes//Ecol. modell.— 1978.— Vol. 4.— N. 2—

3 — P. 279—310.

271.

Oster G. Predicting populations//Amer. Zool.—1981.—Vol. 21, N. 4.

831—844.

272. Oster G., TakahashiY. Models for age specific interactions in a pe-

riodic environment//Ecol. Monogr.— 1974,— Vol. 44, N. 4.—P. 483—501.

273. Ofviatt С A., Perez К. Т., Nixon S. W. Multivariate analysis of expe-

rimental

marine ecosystem//Helgol.

wiss.

meeresunt.— 1977.— V. 30.—

30.

274. Paasche E. Marine plankton algae, growth with ligth—dark cycles 2. Di-

tylum brigthtwelii and Nitzchia turgidula//Physiol. Plant.

1968.—Vol.

21.—

66—77.

275. Park R. A., S с a v i a D., С

e s с e r i W. L. CLEANER, the lake George

model/Ecological Modelling Resources for the future. С S. Russel.— ed. Inc.

Waschington, D. C— 1975.— P. 49—81.

361

276. Park T. Experimental studies of interspecies competition. 1. Competition

between populations of the flour beetles, Tribolium confusum Duval and Tri-

bolium castaneum Herbst//Ecol. Monogr.—1948.—Vol. 18,—P. 265—308.

277. Park T. Experimental studies of interspecies competition. 2. Temperature,

humidity and competition in two species of Tribolium//Physiol. Zool.—

1954.—Vol.

27.—P. 177—238.

278. Parsons T. R. S. Afr. J. Sci.—1979

—Vol.

75—P. 536.

279. P a r s о n s T. R. P., H a r r i so n J., Waters R. An experimental simula-

tion

of changes in diatom and

flaggelate

blooms//J. of Exp. Mar. Biol.

Ecol.—1978.—Vol. 32.—P. 205—291.

lusis

and simulation in ecology. В. С Patten.— ed.— N. Y., London. Acad.

280. Perkins W. Sensitivity analysis in feedback systems.— 1972.

281.

PettersonH., Gross F., KoczyF. F. Large scale plankton culture//

Nature.—

1939. Vol. 144.— P. 332—333.

282. Pimm S. L. Food

webs

—London.—1982.

283. Pimm S. L. Food web design and the effect of species deletion//Oikos.—

1980

—Vol.

35. N. 2.—P. 139—149.

284. Pratt D. M.

Analysis

of population development in Daphnia at different

temperatures//Biol.

Bull.—1943.—Vol.

85.—P. 116—140.

285. Predator — Prey interactions of Dictyostelium discoideum and Esche-

rischia coli in continuous culture/Tsuchiya H. M., Drake J. F., Jost J. L.,

Fredrickson A. G.—J. of Bacteriology.—1972.—Vol. 110.

286. Preliminary phytoplankton nutrient model of western Lake Erie/

DiToro

D. M., O'Connor D. J., Mancini J. L., Thomann R. V.— System ana-

lysis

and simulation in ecology. В. С Patten.— ed.— N. Y., London. Acad.

Press.—1975.—P. 423—474.

287. Preston F. The canonical distribution of commoness and rarity//Ecology.—

1962.—Vol.

43.—P. 410—432.

288. Rashevsky N. Some remarks on the mathematical theory of nutrition

of fishes//Bull. of math,

biophys.—1959,—Vol.

21, N. 2. P. 161—184.

289. R e e s J. T. Community development in freshwater microcosms//Hydrobiolo-

gia—1979.—Vol.

63. N. 2.—P. 113—128.

.290. Rep 1 i с ab i

i ty of MERL microcosms: initial observations/Pilson M. E. O.,

Oviatt C. A.,

Vargo

G. A.,

Vargo

S. L.—

Proc.

Symp. on the State of Marine

Environment

Research.— EPA: Washington.— 1978.— 20 p.

291.

Ringelberg J. Properties of an aquatic microecosystem. II. Steady state

phenomena

in the autotrophic subsystems//Helgol.

wiss.

meeresunt.— 1977.

Vol. 30.—P. 134—143.

292. Ringelberg J., KerstingK. Properties of an aquatic microecosystem:

1. General introduction to the prototypes//Arch. Hydrobiol.— 1978.— Vol. 83,

1.—P. 47—68.

293. Rotty R. M. Distribution and changes in the industrial carbon dioxide pro-

duction.—

Analysis

and interpretation of atmosphere CO

data//WMO/ICSV/

UNEP.—

Bern, 1982.—P. 123—134.

294. Rozenzweig M. L. Paradox of enrichment: destabilization of exploitation

ecosystems in ecological time//Science.— 1971. N. 171,—P. 385—387.

295. Ryder D. N., Sinclair С G.//Biotech. Bioeng.—1972.—v. 14.—P. 787.

296. S с a v i a D. An ecological model of lake Ontario//Ecol. Modell— 1980.—

8.— P. 49—78.

297. Schindler D. W. Evolution of phosphorus limitation in lakes//Science.—

1977.—Vol.

195, N. 4275.—P. 260—262.

298. S i n к о J. W., StreiferW. A new model for

age—size

structure of a

population//Ecology—1967.—Vol. 48, N. 6. 1969 —V. 50. P. 608—615.

299. Slobodkin L. B. Population dynamics in Daphnia obtusa Kurz//Ecol.

Monogr.—1954.—Vol. 24, N. 1—P. 69—88.

362

300. Slobodkin L. В. Growth and regulation of animal populations.— N. Y.—

1961.

301.

Sorokin С Kinetic studies of temperature effects on the cellular

level//

Biochem. Biophys. Acta.—I960.—Vol. 38.—P. 197—224.

302. Stanier R. Y., Doudoroff M.,

Adelberg

E. A. The microbial

world.— N. Y.— 1963.— P. 753.

303.

S t r i с к 1 a n d J. D. et all. The use of a deep tank in plankton ecology.

1. Studies of the growth and composition of phytoplankton crops at low

nutrient

levels//Limnol. Oceanogr.—1969.—Vol. 14.—P. 23—34.

304. T a n s к у М. Structure, stability and efficiency of ecosystems//Progress in

theor.

biol—N. Y.: Acad. Press. 1976. Vol. 4. P. 205—262.

305. Taub F. B. Closed ecological

systems//A.

Rev. Ecol. Systems.—1974.—

5.—P. 139—161.

306. Taylor P. A.,

Williams

P. J. Theoretical studies on the coexistence

of competing species under continuous—flow conditions//Can. J. Microbiol.—

1975

—Vol.

21,—P. 90—98.

307. The changing carbon cycle. A global analysis/Ed. J. R. Trabalka,

E. Reichle. Springer—Verlag: New

York.—1986.—592

308. The importance of physical and biotic scaling to the experimental

simulation of coastal marine ecosystem/Perez К- Т., Morrison G. M.,

Lackie N. F., Oviatt С A., Nixon S. W., Buckley B. A., Heltshe. J. F.—

Helgol.

wiss.

meeresunt.—1977.—Vol. 3Q— P. 144—162.

309. The marine ecosystem research laboratory: a facility for the investiga-

tion

of effects and fates of pollutants/Proc. 2nd Nat. Conf. Interagency

Energy—Environment R&D Program Washington D. C. 6—7 June 1977.—

513—516.

310. Theore t ic a 1 ecology: principles and applications/Ed. R. May.—

1976.—317

311.

The replication of biological events in enclosed water columns/Taka-

hashi M., Thomas W. H., D. L. R. Seibert, J. Beers, P. Koeller, T. R. Par-

sons.—Arch. Hydrobiol.—1975.—Vol. 76, N. 1.—P. 5—23.

312. The use of large volume, transparent, enclosed sea—surface water columns

the study of stress on plankton ecosystems/Grice G. D., Reeve M. R.,

Koeller P., Menzel D. W.—Helgol.

wiss.

meeresunt.

1977.—Vol.

30.—

118—133.

313.

Thomas W. H., Seibert D. L. R., Takahashi M. Controlled eco-

system pollution experiment: Effect of mercury on enclosed water columns.

Phytoplankton population dynamics and production//Mar. Sci. commu-

nic—

1977.—Vol.

3, N. 4.—P. 331—354.

314. Tilman D. Resource competition between planktonic algae: an experi-

mental

and theoretical approach//Ecology.—1977.—V. 58. N. 2,—P. 338—

348.

315. Tilman D. Resource competition and community structure.— Princeton.—

1982 — 296 p.

316. Tilman D., Kilham S. S. Phosphate and silicate growth and uptake

kinetics of the diatoms Asterionella formosa and Cyclotella meneghiniana

batch and semicontinuous cultures//J. Phycol.—1976.— N. 12.— P. 375—

483.

317. Tomchik K. J., Devreotes P. N. Adenosine 3', 5' — monophosphate

waves

in Dictyostelium discoideum: a demonstration by isotope dilution ,

fluorography//Science.—1981.—Vol. 212, N. 4493.—P. 443—446.

318. Tomovic R. Sensitivity analysis of dynamic systems.— 1963.

319. Uhlmann D. Scaling of microcosms and the dimensional analysis of

lakes//Int. Rev. ges. Hydrobiol.—1985.—Vol. 70.—N. 1.—P. 47—62.

320. Vandermeer J. H. The competitive structure of communities: an experi-

mental

approach with Protozoa//Ecology— 1969. Vol. 50. N. 3.

36*

321.

Vant — Hoff J. H. Vorlesungen uber theoretische und physikalische che-

mie.—

Braunschweig:

Vieweg.—

1898.— 136 p.

322. Verhulst P. F. Notice sur la loi que la population suit dans son accrai-

sment//Corresp.

Math. Phys.—1838,—N. 10.—P. 113—121.

323.

Volterra V. Theorie mathematique de la lutte pour la

vie.—

Paris.—

1931.—214

324. Whittaker R. Dominance and diversity in land plant communities//

Science.—1965.—Vol. 147.—P. 250—260.

325.

Wit С. Т. On the modelling of competitive phenomena/Dynamics of popu-

lations.

Ed. P. J. den Boer, G. R. Gradwell.—Washington. 1971.

326. White E. G., Huf faker С. В. Regulatory processes and population

cyclicity in laboratory populations of Anagasta kuhniella. 1. Competition for

food and predation//Res. Pop. Ecol.—1969.—Vol. 11. P. 150—185.

327. Woodruff L. L. Observations on the origin and sequence of the proto-

zoan

fauna of hay infusions//J. Exp. Zool.—1912. Vol. 12.—P. 205—264.

328. Yoon H., Klinzing G., Blanch H. W. Competition for mixed substra-

tes by microbial populations//Biotech. Bioeng— 1977,— Vol. 19, N. 8.—

1193—1210.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

Глава

Общее понятие

физике

химии биосферы

1.1. Биосфера

—

1.2.

Особенности организации живых организмов

1.3.

Химическая структура живого вещества

1.3.1.

Углерод

—

1.3.2.

Элементарный химический состав живого вещества

... 9

1.4.

Биогеохимические круговороты элементов

1.4.1.

Биогеохимические циклы

углерода

кислорода

.... 12

1.4.2.

Круговорот азота

1.4.3.

Круговорот фосфора

1.5.

Использование энергии живыми организмами

1.5.1.

Фотосинтез

1.5.2.

Дыхание

1.6.

Особенности протекания биохимических реакций. Принцип

«узкого

места»

1.7.

Вещество

энергия

экосистемах

Глава

Экспериментальное

теоретическое изучение роста изолиро-

ванной

популяции

2.1.

Простейшие уравнения роста популяции

—

2.2. Принцип Либиха

2.3. Формула Моно

2.4. Замкнутая система

хемостат

2.5. «Принцип минимума»

смена факторов, лимитирующих рост

популяции

2.6. Потребление взаимозаменимых компонентов питания

.... 54

2.7. Влияние физических факторов среды

«а

эколого-физиологиче-

ские характеристики популяций

2.8. Эффект группы

регуляции плотности популяции

Глава

3,.

Конкурентные отношения

сообществах организмов одного

трофического уровня

3.1. Принцип конкурентного исключения Вольтерра—Гаузе

... —

3.2. Модели конкуренции

за

незаменимые компоненты питания

. . 89

3.2.1. Модели Л-систем

—

3.2.2.

Конкуренция

двух

видов

за два

ресурса питания

... —

3.2.3.

Конкуренция

проточной системе

102

3.2.4.

Сравнение теории

результатами долговременных экспе-

риментов

по

конкуренции

106

Глава

Система

взаимодействиями типа «хищник—жертва»

ПО

4.1.

Элементарная система «хищник—жертва»

—

4.2. Влияние хищников

на

видовое разнообразие жертв

при

фикси-

рованных пищевых связях

121

4.3. Модель экосистемы

при

гибкой пищевой стратегии хищников

125

Глава

Развитие

эволюция экосистем

J 131

5.1. Общие закономерности развития экосистем. Понятие

сукцес-

сии

—

365

5.2. Периодические (сезонные) сукцессии

134

5.3. Многолетние сукцессии

биологических сообществах

.... 140

5.3.1. Модель олиготрофно-эвтрофной сукцессии

водоеме

. . —

5.3.2.

Сукцессия

экосистеме

со

смешанным питанием консу-

ментов. Парадокс обогащения

151

5.3.3.

Изменения структуры экосистемы

при

повреждающем

воздействии

. 158

5.4. Зависимость числа видов

биологических сообществах

от тем-

пературы среды

161

5.5. Автоколебательные

автостохастические процессы

модель-

ных экосистемах

165

5.5.1. Автоколебательный режим

замкнутой четырехвидовой

экосистеме

—

5.5.2.

Автостохастический режим

замкнутой четырехвидовой

экосистеме

171

5.5.3.

Дестохастизация системы

со

странным аттрактором

по-

средством параметрического воздействия

182

5.6. Эволюция видов

экосистеме

185

Глава

Популяции

возрастной структурой

199

6.1.

Экспериментальные исследования динамики популяций

со

слож-

ным

жизненным циклом

—

6.2. Простейшие модели популяции

учетом

запаздывания

. . . 204

6.3. Динамические режимы

моделях популяций

запаздыванием

208

6.4. Система

«ресурс—потребитель»

запаздыванием

218

6.5. Трофические системы

возрастным распределением

222

Глава

Распределенные экологические системы

231

7.1.

Общие сведения

динамических процессах

распределенных

экологических системах

7.2. Распространение фронта возмущения

популяции

23&

7.3. Сигнальные явления

распределенных популяциях

238

7.4. «Пятнистые» структуры

биологических сообществах

.... 246

Глава

Моделирование многовидовых экосистем

253

8.1. Видовое разнообразие сообществ

—

8.2. Статистическая механика вольтерровских систем

262

8.3. Кинетические уравнения

для

описания макродинамики много-

видных экосистем

269

8.4. Кинетические уравнения

для

описания поведения многовидо-

вых экосистем

пространстве

282

Глава

Физические модели экосистем

287

9.1.

Микрокосмы

—

9.2. Водные макрокосмы

298

9.2.1. Установка ЭТЭКОС

299

9.2.2.

Морские макрокосмы

304

Глава

10.

Имитационные модели экосистем

313

10.1.

Основные принципы построения имитационных моделей

эко- •

систем

—

10.2- Модель эвтрофирования водоема

315

10.2.1. Первичный анализ экспериментальных данных

316

10.2.2.

Уравнения модели эвтрофирования озера

.317

10.3. Модель водоема-охладителя

323

10.3.1. Комбинированное (синергическое) действие антропоген-

ных факторов

на

динамику экосистем

330-

366

10.3.2.

Перенос радионуклидов в экосистеме водоема-охлади-

теля АЭС 332

10.4.

Учет

пространственной структуры в имитационных моделях

водных экосистем 337

10.5. Идентификация параметров экологических моделей .... 340

Список

литературы 350

Монография

Алексеев Вячеслав Викторович

Крышев

Иван

Иванович

Сазыкина

Татьяна

Григорьевна

ФИЗИЧЕСКОЕ

И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ

МОДЕЛИРОВАНИЕ

ЭКОСИСТЕМ

Редактор

Н. Л.

Гашина. Художник

А. В.

Васильев. Художественный редактор

Б.

А.

Бураков.

Технический редактор

Н. Ф.

Грачева. Корректор

И. А.

Динабург.

Н/К

Сдано

набор

16.03.92.

Подписано

печать

28.07.92

г.

Формат

60 X

ЭО'/ц. Бумага офсетная.

Гарнитура литературная. Печать высокая.

Печ. л. 23,0.

Кр.-отт.

23.0. Уч. изд. л.

24,73.

Тираж

310

экз. Индекс МОЛ-78. Заказ

№ 57.

Заказное.

Гидрометеоиздат.

199397.

Санкт-Петербург,

ул.

Беринга,

д. 38.

Типография

№ 8

ордена Трудового Красного Знамени

ГПО

«Техническая книга*

формпечати

РФ.

190000,

г.

Санкт-Петербург, Прачечный переулок,