Головна Екологія та охорона природи Модель зростання популяції

🌱 Модель зростання популяції

Порівняйте логістичне зростання (обмежене ємністю середовища) з необмеженим експоненційним зростанням. Змінюйте початкову популяцію, темп зростання та ємність середовища, щоб побачити, як насправді поводяться популяції.

Екологія та охорона природи3DЛегкий60 FPS
population-growth-model ↗ Відкрити окремо
ПЕРЕТЯГУЙТЕ · ПРОКРУЧУЙТЕ · КЛІКАЙТЕ — керуйте безпосередньо у вікні симуляції.

Про цю симуляцію

Ця симуляція порівнює дві класичні моделі популяції з підручників. Логістичне зростання, dP/dt = r·P·(1 − P/K), спочатку виглядає експоненційним, коли популяція мала відносно ємності середовища K, а потім вигинається й вирівнюється, коли ресурси стають обмежувальним фактором — класична S-подібна крива, яку спостерігають у бактеріальних культурах, острівних видів і, у грубому наближенні, у демографічних переходах людства. Експоненційне зростання, P(t) = P0·e^(rt), показане поряд як нагадування про те, що відбувається, коли межу ресурсів ігнорують: необмежене зростання, яке стає фізично неможливим уже за кілька подвоєнь.

🔬 Що показано

Суцільна зелена S-подібна крива — це логістичний розв'язок, що вирівнюється, наближаючись до пунктирної жовтої лінії ємності середовища. Пунктирна червона крива — це експоненційне порівняння з тієї самої початкової популяції — подивіться, як швидко вона розходиться з логістичною кривою, щойно популяція перестає бути малою відносно K.

🎮 Як користуватися

Перетягуйте Початкову популяцію та Темп зростання, щоб задати початкові умови, Ємність середовища — щоб задати екологічну стелю, і Роки — щоб подовжити чи скоротити часовий горизонт. Три пресети протиставляють невелику, повільно зростаючу острівну популяцію, демографічний перехід, подібний до людського, і швидкий бум інвазивного виду.

💡 Чи знали ви?

ООН прогнозує, що населення світу досягне приблизно 9,7 мільярда до 2050 року і 10,4 мільярда до 2100 року — крива, яка після століть майже експоненційного зростання починає вигинатися, оскільки коефіцієнти народжуваності падають у всьому світі, дуже подібно до логістичної кривої в цій симуляції.

Поширені запитання

Що таке ємність середовища?

Ємність середовища (K) — це максимальний розмір популяції, який середовище може стало підтримувати за наявних ресурсів — їжі, води, простору та інших обмежувальних факторів. У логістичній моделі зростання сповільнюється, коли популяція наближається до K, і повністю зупиняється, коли K досягнуто.

Чому експоненційне зростання зрештою стає нереалістичним?

Експоненційне зростання припускає, що ресурси ніколи не вичерпуються, тож популяція продовжує подвоюватися зі сталим темпом назавжди. Насправді кожна популяція зрештою натикається на якийсь обмежувальний фактор — їжу, простір, хвороби, хижацтво, або, в людських термінах, економічні й соціальні обмеження, — і саме це представляє член ємності середовища в логістичній моделі.

Як обчислюється статистика «темп зростання падає нижче 1%»?

Миттєвий темп зростання логістичної моделі в будь-який момент дорівнює r·(1 − P/K). У міру наближення P до K цей темп зменшується до нуля. Симуляція сканує рік за роком і повідомляє перший рік, коли цей миттєвий темп падає нижче 1% на рік, позначаючи його пульсуючою точкою на логістичній кривій.

Схожі симуляції