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第三问要我们评估七鳃鳗的性别比例变化对生态系统稳定性的影响。
这里我们就要去查一下生态系统稳定性的定义。
通过查资料我们知道#xff0c;生态系统稳定性包括生态系统的抵抗力和恢复力。
OK#xff0c;到这里问题就变成了#xff0c;七鳃鳗的性别比例对生态系… 审题
第三问要我们评估七鳃鳗的性别比例变化对生态系统稳定性的影响。
这里我们就要去查一下生态系统稳定性的定义。
通过查资料我们知道生态系统稳定性包括生态系统的抵抗力和恢复力。
OK到这里问题就变成了七鳃鳗的性别比例对生态系统的抵抗力和恢复力的影响。
那怎么去评估生态系统的抵抗力和恢复力就是接下来的问题。
通过查资料我们发现评估生态系统的抵抗力和恢复力是没有一个统一的方法的。这就需要我们具体问题具体分析但是我们也可以别人是怎么去评估生态系统的抵抗力和恢复力的。
这里评估台风对生态系统的抵抗力和恢复力的文章 它这里提出的方法就是计算台风出现前后植被的面积的变化率作为评价生态系统抵抗力的指标。
回复力同理也是计算植被面积的分辨率作为评价生态系统的恢复力。
抓住重点就是种群数量前后的变化率是评价生态系统稳定性的关键。
借鉴上面的方法我们提出了我们这道题的生态系统稳定性评价方法。
生态系统抵抗力
这里我们假设生态系统中原本生存了700条湖鳟生态系统稳定。这时生态系统中有100条七鳃鳗入侵对生态系统造成了破坏湖鳟数量开始下降。好了这时我们就看七鳃鳗入侵一定时间后比如700天湖鳟鱼的数量下降了多少。通过计算入侵前后的湖鳟数量变化率来评价生态系统的抵抗力。
注意我们这里可以让100条七鳃鳗以不同性别比例入侵这个生态系统这样湖鳟鱼的最后的变化率也是不同的。以此我们来评价不同性别比例对生态系统抵抗力的影响。
这里计算湖鳟鱼的种群数量用到第一问的公式变化率用如下公式 变化率 初始种群数 - 一段时间后的种群数/ 初始种群数
生态系统恢复力
恢复力同理700天后让100条七鳃鳗移除生态系统这时湖鳟种群数量已经低于初始值。我们再计算多少天的时间湖鳟鱼的数量可以恢复到初始值以此评价生态系统的恢复力。
同理我们也是让100条七鳃鳗以不同性别比例入侵这个生态系统让后再以此这时生态系统的恢复力也是不同的。以此我们来评价不同性别比例对生态系统恢复力的影响。 公式如上 恢复率 初始种群数 - 一段时间后的种群数/ 恢复天数
计算结果
性别比例对抵抗力的影响
湖鳟鱼为700七鳃鳗为100在性别比例不同下湖鳟鱼的变化曲线。 去掉七鳃鳗后湖鳟鱼的数量 计算抵抗力并作性别比例和变化率的关系图。 可以看到雄性占比为0.5时湖鳟鱼的变化率更大意味着对生态系统的破坏更大导致生态系统抵抗力下降。随着雄鱼占比增加湖鳟鱼的变化率减小意味着对生态系统破坏小。
性别比例对恢复力的影响
700天后将七鳃鳗去除湖鳟鱼在去除后的数量进行增长看多少天能恢复到初始值。 同样做性别比例和恢复率的关系图 同样可以看到雄性占比在0.5时恢复速度较快意味着恢复力较强。随着雄性占比减少恢复速度降低恢复力减弱。 代码
% 参数定义
r 0.03; % 增长率
K 700; % 环境承载能力
N0 K; % 初始种群数量
d 0.01;%死亡率
alpha 0.5;
alpha_lis [alpha];
N_l 100;%七鳃鳗数量
a 0.023*alpha*N_l 0.029 * (1-alpha) * N_l;%捕食量
w 4;
W a/w;
% 时间跨度
tspan [0, 700]; % 从0到100个时间单位% 定义微分方程
%odefun (t, N) r*N(1) * (1 - N(1)/K) - a - d*N;for i1:6% 定义微分方程odefun (t, N) r*N(1) * (1 - N(1)/K) - a - d*N;% 使用ode45求解微分方程[t, N(:,i)] ode45(odefun, tspan, N0);alpha alpha 0.07;alpha_lis [alpha_lis,alpha];a 0.023*alpha*N_l 0.029 * (1-alpha) * N_l;W a/w;
end
% 绘制结果
figure
plot(t, N);
xlabel(Time);
ylabel(Population N);
title(Population Dynamics);
%text(K1000,FontSize,right);% 在曲线末尾的x值处添加文本
text(t(end), N(end,1), [N , num2str(N(end,1)), ,K,num2str(K)], HorizontalAlignment, right);yline(0,r)
% 设置图例位置
legend([alpha ,num2str(alpha_lis(1))], ...[alpha ,num2str(alpha_lis(2))], ...[alpha ,num2str(alpha_lis(3))], ...[alpha ,num2str(alpha_lis(4))], ...[alpha ,num2str(alpha_lis(5))], ...[alpha ,num2str(alpha_lis(6))]);
%grid on;figure
plot(alpha_lis(:,1:6),(700-N(end,:))/700,r-*);
title(The rate of loss of the sex ratio to the ecosystem)
ylabel(loss rate)
xlabel(sex ratio)n N(end,:);
N [];
alpha 0.5;
alpha_lis [];
figure
for i 1:6% 定义微分方程odefun (t, N) r*N(1) * (1 - N(1)/K) ;% 使用ode45求解微分方程[t, N] ode45(odefun, tspan, n(i));subplot(2,3,i);plot(t, N, g, LineWidth, 2,Color,r); % 种群总数N(t)xlabel(Time);ylabel(Population (N));title([alpha,num2str(alpha)]);yline(200,b,LineWidth,2)alpha alpha 0.07;alpha_lis [alpha_lis,alpha];
end
