Prey&Predator
Физический смысл уравненийМодель Лотки-Вольтерры делает ряд предположений об окружающей среде и эволюции популяций хищников и жертв:
1. Хищная популяция всегда находит достаточно пищи.2. Продовольственная обеспеченность популяции хищника полностью зависит от размера популяции жертвы.3. Скорость изменения численности населения пропорциональна его численности.4. В ходе этого процесса окружающая среда не меняется в пользу одного вида, и генетическая адаптация не имеет существенного значения.5. Хищники обладают безграничным аппетитом.Поскольку используются дифференциальные уравнения, решение является детерминированным и непрерывным. Это, в свою очередь, означает, что поколения как хищника, так и жертвы постоянно пересекаются.
ДобычаКогда умножается, уравнение добычи становится
dx/dt = αx - βxy Предполагается, что добыча имеет неограниченный запас пищи и размножается экспоненциально, если только она не подвержена хищничеству; этот экспоненциальный рост представлен в приведенном выше уравнении термином αx. Предполагается, что скорость хищничества на добыче пропорциональна скорости, с которой встречаются хищники и добыча; это представлено выше в виде βxy.Если либо x, либо y равно нулю, то хищничества быть не может.С помощью этих двух терминов приведенное выше уравнение можно интерпретировать следующим образом: изменение численности добычи определяется ее собственным ростом минус скорость, с которой она охотится.ХищникиУравнение хищника становится
1. Хищная популяция всегда находит достаточно пищи.
2. Продовольственная обеспеченность популяции хищника полностью зависит от размера популяции жертвы.
3. Скорость изменения численности населения пропорциональна его численности.
4. В ходе этого процесса окружающая среда не меняется в пользу одного вида, и генетическая адаптация не имеет существенного значения.
5. Хищники обладают безграничным аппетитом.
Поскольку используются дифференциальные уравнения, решение является детерминированным и непрерывным. Это, в свою очередь, означает, что поколения как хищника, так и жертвы постоянно пересекаются.
dy/dt = -
В этом уравнении, представляет рост популяции хищника. (Обратите внимание на сходство со скоростью хищничества; однако используется другая константа, поскольку скорость роста популяции хищника не обязательно равна скорости, с которой он потребляет добычу). представляет собой уровень потерь хищников вследствие естественной смерти или эмиграции; это приводит к экспоненциальному распаду в отсутствие добычи.
Следовательно, уравнение выражает изменение популяции хищников как рост, подпитываемый запасом пищи, минус естественная смерть.