О конкуренции среди популяций с дискретной структурой: матричная модель динамики популяций вейника и березы, растущих совместно

Н. Г. Уланова¹, И. Н. Белова², Д. О. Логофет²

¹Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет,
кафедра геоботаники
119991 Москва, Ленинские горы
e-mail: nulanova@mail.ru
²Институт физики атмосферы им. A.M. Обухова РАН
119017 Москва, Пыжевский пер., 3
e-mail: iyabelova@mail.ru; daniLaL@postman.ru
Поступила в редакцию 24.12.2007 г.

Представлен синтез полевых, теоретических и модельных исследований совместной динамики двух видов - березы повислой (Betula pendula Roth) и вейника наземного (Calamagrostis epigeios (L.) Roth) - при зарастании сплошной вырубки ельника. Нелинейная матричная модель динамики популяций, обладающих нетривиальными дискретными структурами и конкурирующих за общие ресурсы, построена как расширение линейных моделей динамики одновидовой популяции со стадийно-возрастной структурой: состояние популяции по-прежнему описывается вектором структуры, а постоянные значения возрастно-стадийно-специфических параметров выживания и репродукции модифицированы некоторыми убывающими функциями этого вектора для вида-конкурента и/или собственной популяции. Специальная агрегация стадийно-возрастной структуры каждого из видов-конкурентов позволила снизить размерность нелинейного матричного оператора до уровня, допускающего точную калибровку параметров модели по данным наблюдений, а также поиск равновесного решения и анализ его устойчивости. Откалиброванная нелинейная модель демонстрирует сходимость к устойчивому равновесию - состоянию фитоценоза, которое интерпретируется как молодой березовый лес с сомкнутыми кронами и угнетенной популяцией вейника. Модель иллюстрирует наблюдаемый ход лесовосстановления: появление всходов и рост популяции березы преодолевает конкурентное сопротивление вейника и приводит к формированию молодого березового леса, в котором береза оказывает сильное подавляющее влияние на развитие вейника и собственного подроста. Отмечается потенциал модели как объекта более общего анализа и инструмента для прогноза хода возобновления леса.

Полный текст статьи доступен на сайте Elibrary.ru (необходимо зарегистрироваться).