Як це працює
Модель відстежує три пов'язані популяції — ламінарію K (продуцент, виражений у відсотках покриття до максимуму 100), морських їжаків U (травоїд, що поїдає ламінарію) і морських видр O (ключовий хижак, що поїдає їжаків). Ламінарія логістично відростає до своєї місткості середовища, коли її не випасають, але втрачає покриття через випасання їжаками. Їжаки перетворюють випасену ламінарію на нову біомасу їжаків, природно гинуть і полюються видрами через насичувальний член хижацтва (тип II за Холлінгом), тож тиск хижацтва вирівнюється при високій щільності їжаків. Самі видри логістично зростають до власної місткості середовища, але лише за наявності здобичі-їжаків — за відсутності видр популяція видр не може відновитися самостійно.
Кожен кадр анімації виконує кілька малих кроків інтегрування Ейлера (повзунок «Швидкість симуляції» задає їхню кількість), щоб три пов'язані диференціальні рівняння оновлювалися плавно. Верхня смуга полотна показує всі три популяції як живий лінійний графік часового ряду, а нижня смуга малює просторову сітку «лісу ламінарії», клітини якої переходять від пишного зеленого до голого сірого зі спаданням локального покриття ламінарії, з крапками їжаків і видр поверх неї. Клацання «Вилучити ключового хижака» одразу обнуляє популяцію видр — спостерігайте, як їжаки різко розмножуються, а ламінарія обвалюється до пустища протягом наступних кількох секунд — а «Повернути видр» заселяє невелику відновлювальну популяцію, щоб побачити, наскільки ліс ламінарії відновлюється.
Їжаки: dU/dt = 0.3·g·U·(K/100) − 0.05·U − p·O·U/(U+20)
Видри: dO/dt = 0.02·O·(1−O/25)·U/(U+10)
Крок Ейлера: X(t+dt) = X(t) + (dX/dt)·dt, dt = 0.05 на під-крок, під-кроків/кадр = Швидкість симуляції
Часті запитання
Що таке ключовий вид?
Ключовий вид — це організм, вплив якого на екосистему непропорційно великий відносно його чисельності; його вилучення запускає каскадні зміни по всій харчовій мережі, як це відбувається з морськими видрами для лісів ламінарії.
Чому морські видри контролюють здоров'я лісу ламінарії?
Морські видри активно полюють на морських їжаків, тримаючи їхню чисельність достатньо низькою, щоб їжаки не могли поїдати ламінарію швидше, ніж вона відростає; без видр популяція їжаків вибухає й повністю оголює ліс ламінарії.
Що таке трофічний каскад?
Трофічний каскад — це ланцюгова реакція, що проходить харчовою мережею згори донизу при зміні популяції хижака, змінюючи чисельність видів, яких він поїдає, а ті, своєю чергою, — видів, яких поїдають вони: тут видри, потім їжаки, потім ламінарія.
Що відбувається, коли я натискаю «Вилучити ключового хижака»?
Популяція видр обнуляється, знімаючи тиск хижацтва з їжаків; протягом наступних секунд їжаки різко розмножуються, виїдають ламінарію, а просторова карта переходить від пишного зеленого лісу ламінарії до голого сірого «їжакового пустища».
Чи може ліс ламінарії відновитися після повторного заселення видр?
Повторне заселення невеликої популяції видр дозволяє відновити хижацтво, поступово пригнічуючи популяцію їжаків і дозволяючи ламінарії відростати, хоча відновлення повільніше за початковий колапс і залежить від повзунків швидкості хижацтва видр, швидкості випасання їжаків і швидкості відростання ламінарії.