Lotka–Volterra捕食者–猎物模型模拟.doc

基础生态学实验Lotka-Volterra捕食者-猎物模型模拟姓名王超杰学号201311202926实验日期2015年5月14日同组成员董婉莹马月娇哈斯耶提沈丹一、【头验原理】Lotka-Volterra捕食者-猎物模型是对逻辑斯蒂模型的延伸它假设：除不是这存在外，猎物生活于理想环境中（其出生率与死亡率与种群密度无关）；捕食者的环境同样是理想的，其种群增长只收到可获得的猎物的数量限制本实验利用模拟软件模拟Lotka-Volterra捕食者-猎物模型，并以此研究该模型的规律特点捕食者一猎物模型简单化假设：①相互关系中仅有一种捕食者和一种猎物②如果捕食者数量下降到某一阀值以下，猎物数量种数量就上升，而捕食者数量如果增多，猎物种数量就下降，反之，如果猎物数量上升到某一阀值，捕食者数量就增多，而猎物种数量如果很少，捕食者数量就下降③猎物种群在没有捕食者存在的情况下按指数增长，捕食者种群在没有猎物的条件下就按指数减少因此有猎物方程：dN/dt=riN-CiPN;捕食者方程：dP/dt=-r2P+C2PN0其中N和P分别指猎物和捕食者密度，ri为猎物种群增长率，-「2为捕食者的死亡率，t为时间，G为捕食者发现和进攻猎物的效率，即平均每一捕食者捕杀猎物的常数，C2为捕食者利用猎物而转变为更多捕食者的捕食常数。

Lotka-Volterra捕食者-猎物模型揭示了这种捕食关系的两个种群数量动态是此消彼长、往复振荡的变化规律二、【实验目的】在掌握Lotka-Volterra捕食者-猎物模型的生态学意义与各参数意义的基础上，通过改变参数值的大小，在计算机模拟捕食者种群与猎物种群数量变化规律，从而加深对该模型的认识三、【实验器材】Windows操作系统对的计算平台，具有年龄结构的种群增长模型的计算机模拟运行软件Populus0四、【试验方法与步骤】题目：探究捕食者存在时，捕食者与猎物数目之间随时间变化的规律模拟建立两个虚拟种群，且物种之间存在捕食关系初始种群内个体数Po=10;No=20o捕食者死亡率d2=0.6;猎物种群增长率r1=0.9；g=0.5;C=0.1代时为601. 改变捕食者死亡率d2，观察实验结果，给出生态学描述及解释2. 改变猎物种群增长率r2,观察实验结果，给出生态学描述及解释3. 改变捕食者发现和进攻猎物的效率C,观察实验结果，给出生态学描述及解释五、【实验结果】P0=10;N0=20od2=0.6;r1=0.9;g=0.5;C=0.1代时为60deltypeI|E~Ufiey□EbIIO®>-LcsLaticLatkv.~Vrolir*rrh■GrapkTj-^*—P.JTPU*CFKrMedelfTonC#nd.ii^'RiolLkutilgre&d.y号tat*rPredator-LotKa-VolteiraPredator-Prey:TimeTrajectory3050〔A!*-〉GunHini:/」fiQ2. Po=1O;No=2O。

d2=0.2/0.4/0.8;ri=0.9;g=0.5;C=0.1代时为60IjolkM-VollerraPredatnr-Prey:I'imeTnijdclDryTej^(i)Lotka-Volteii'aPiedator-Prey:TimeTrajectoryLotkaA^JterraPredator-Prey:TuneT呵ectoryfiin从图中可以发现，随着捕食者死亡率d2的增加，两个物种曲线的交联程度减小种群数目波动幅度减小，60代时内，波动周期数目增多当值降到0.2时，猎物种群几乎灭绝P0=10；No=20；d2=0.6;ri=0.3/0.5/0.7；g=0.5;C=0.1代时为60rjCitka-VolteiiriPtedatoj-Prey:TimeTrajecLory从图中可以发现，随着猎物种群增长率r1的增加，两个物种曲线的交联程度无明显变化，种群数目波动幅度减小，60代时内，波动周期数目增多当值降到0.3时，捕食者种群几乎灭绝4.P0=10；No=2Od2=0.6;ri=0.9；g=0.5;C=0.07/0.13/0.16代时为60Lotka-ViMlenaPredutor-Prey:TimeIntjeeiory〔fe.氐〉mclewdsThif:ii[xjtka-VolteiTaPredatnr-Prey:TimeTraiectar\p从图中可以发现，随着捕食者发现和进攻猎物的效率C的增加，两个物种曲线的增大交联程度增大，种群数目波动幅度增大，60代时内，波动周期数目增多。

当值升高到0.16时，猎物种群几乎灭绝结果分析：根据前面四个实验的实验结果，首先2试验中，随着捕食者死亡率d2的增加，捕食者自身种群能够很好的生存，dP/dt=-d2P+QPN,在保持其他不变的时候，只需要相对较少的猎物就可维持捕食者种群稳定，对猎物的依赖性减弱，导致两个物种曲线的交联程度减小波动幅度减小，相距越远，他们之间的相互影响关系越小60代时内，波动周期数目增多当d2降到0.2时，捕食者增长速度快，大量的捕食者捕食猎物，猎物种群几乎灭绝；在实验3中，随着猎物种群增长率ri的增加，dN/dt=riN-CiPN,种群数量回复的能力比较强，在前期收到不是这干扰下降后，能够迅速回升由于捕食者种群的数目决定因素没有变化，因此只是单纯的依据猎物的变化而变化，所以两个物种曲线的波动幅度减小交联程度无明显变化，60代时内，波动周期数目增多当值降到0.2时，猎物数量少，大量的捕食者死亡，二猎物数目回升慢，导致捕食者的继续死亡，捕食者种群几乎灭绝在实验4中，随着捕食者发现和进攻猎物的效率C的增加，捕食者捕获猎物的数目多，使猎物数目急剧减少，单次减少量增加因此两个物种曲线的波动幅度增大交联程度增大，、60代时内，波动周期数目增多。

当值升高到0.16时，猎物种群几乎灭绝捕食者也难以生存参考文献】娄安如，牛翠娟•基础生态学实验指导[M].第2版.北京：高等教育出版社。