UK 
EnglishТипова
Polski🌿 Трофічний каскад — Харчова мережа та популяційна динаміка
Симулюйте 3-рівневий трофічний каскад за рівняннями Лотки-Вольтерра: рослини, травоїдні, хижаки. Видаліть верхівкового хижака і спостерігайте за колапсом екосистеми.
Схожі симуляції
Про цю симуляцію
Цей симулятор моделює трирівневу харчову мережу з рослин, травоїдних та хижаків за допомогою пов'язаної системи звичайних диференціальних рівнянь Лотки-Вольтерра. Ріст рослин слідує логістичній динаміці з обмеженням ємністю середовища, травоїдні поїдають рослини, а хижаки полюють на травоїдних. Рівняння інтегруються прямо у браузері методом Рунге-Кутта четвертого порядку. Вимкнувши верхівкового хижака, можна спостерігати, як розгортається трофічний каскад: травоїдні розмножуються, а потім об'їдають і обвалюють рослинну основу.
🔬 Що показано
3-рівнева система Лотки-Вольтерра: dP/dt = rP·P(1 − P/K) − a·P·H, dH/dt = eH·a·P·H − mH·H − b·H·C, і dC/dt = eC·b·H·C − mC·C. Три часові ряди популяцій інтегруються методом RK4 і відображаються відносно часу в роках, розкриваючи коливання та рівноваги.
🎮 Як користуватися
П'ять повзунків задають швидкість росту рослин r, атаку травоїдних a, смертність травоїдних mH, атаку хижаків b та смертність хижаків mC. Кнопка «Видалити верхівкового хижака» обнуляє член жертви хижака, щоб запустити каскад, а кнопки «Ліс», «Океан» і «Луки» завантажують готові набори параметрів і початкові популяції.
💡 Чи знали ви?
Класичний реальний приклад — повторне впровадження сірих вовків у Єллоустоні у 1995 році, яке зменшило надмірне випасання лосів і дозволило відновитися вербі та осиці вздовж річок, ілюструючи, як верхівковий хижак може формувати цілі ландшафти.
Часто задавані питання
Що таке трофічний каскад?
Трофічний каскад — це непрямий ефект, який поширюється харчовою мережею вниз, коли хижак на одному рівні змінює чисельність організмів на два або більше рівнів нижче. Тут видалення хижаків звільняє травоїдних від контролю, вони потім об'їдають рослини, тож зміна на верхньому рівні поширюється аж до рослинної основи.
Як модель обчислює популяції?
Вона розв'язує три пов'язані диференціальні рівняння для рослин (P), травоїдних (H) та хижаків (C). Ріст рослин логістичний з ємністю середовища K = 200, а члени хижацтва та смертності пов'язують рівні. Розв'язувач просуває систему методом Рунге-Кутта четвертого порядку з кроком часу 0,05 протягом 2000 кроків.
Що контролюють п'ять повзунків?
Повзунок r задає властиву швидкість росту рослин, a задає, наскільки ефективно травоїдні споживають рослини, а mH — смертність травоїдних. Повзунок b задає інтенсивність полювання хижаків на травоїдних, а mC — смертність хижаків. Їх регулювання зміщує рівноважні популяції та період коливань хижак-жертва.
Чи фізично точна ця симуляція?
Це достовірна реалізація підручникової екології Лотки-Вольтерра з логістичним ростом рослин та фіксованою ефективністю перетворення, тож якісна поведінка є коректною. Проте реальні екосистеми включають набагато більше видів, просторову структуру, часові затримки та екологічний шум, тому модель краще сприймати як ілюстративну ідеалізацію, а не точний прогноз.
Чому популяції коливаються, а не стабілізуються?
Системи хижак-жертва природно породжують цикли: багато жертви дозволяє хижакам зростати, зростання хижаків потім пригнічує жертву, що своєю чергою морить хижаків голодом, і цикл повторюється. Симулятор оцінює період циклу в роках за перетинами кривої травоїдних із її середнім значенням, і ви можете побачити, як зміни параметрів подовжують або скорочують цей період.