Главная Обратная связь

Дисциплины:






Приложение 2. Вывод формулы экологической системы



Рассмотрим, какие природные факторы влияют на формирование и сложность экологической системы.

Растительные организмы, поглощая часть падающего солнечного света на площадь, на которой они произрастают, посредством фотосинтеза, создают растительную биомассу.

Причём, более совершенные растительные организмы в состоянии усвоить больше из падающего солнечного света, что приводит к синтезу большего количества растительной биомассы в единицу времени.

Другими словами, разные типы растительных организмов имеют свой, присущий именно этому типу, биологический К.П.Д.

Таким образом, количество растительной биомассы зависит от:

а) Плотности потоков солнечного света, падающего на единицу площади в единицу времени.

б) Биологического К.П.Д. растительных форм.

в) Количества растительных организмов каждого типа.

Переводя всё изложенное в математические знаки, получаем выражение:

s i j
∫∫∫ Wsχ(ij)n(ij)dsdidj = M(ij)p(t) (1)
ooo

M(ij)p(t) — количество растительной биомассы, синтезируемой в единицу времени всеми растительными организмами, растущими на единице поверхности.

Ws — плотность потока солнечного света, падающего на единицу площади поверхности планеты в единицу времени.

χ(ij) — биологический К.П.Д., показывающий, какая часть Ws поглощается и преобразуется каждым растением (i) данного вида (j).

n(ij) — количество растительных организмов (i) данного вида (j). растущих на единице поверхности.

Причём:

0 < j ≤ nj0

0 < i ≤ n0i

где:

noi — оптимальная численность растений каждого вида (j) на единице поверхности, соответствующая экологическому равновесию.

njo — количество растительных видов, произрастающих на единице поверхности.

Часть растительной биомассы поглощают травоядные животные. Из этой части, после соответствующего расщепления и преобразования, синтезируется биомасса травоядных животных.

s a b
∫∫∫ M(ij)p(t) χab nab dsdadb = Mabp(t) (2)
ooo

где:

Mabp(t) — биомасса травоядных живых организмов синтезируется в единицу времени на единице поверхности.

χab — биологический К.П.Д. травоядных животных, показывающий, какая часть поглощённой растительной биомассы преобразуется в биомассу травоядного организма (a) каждого вида (b).

nab — количество травоядных животных (а) данного вида (b), живущих на единице поверхности.

Причём:

0 < а < nао

0 < b < nоb

где:

nао — оптимальная численность популяции травоядных животных каждого вида (b) на единице поверхности, соответствующая экологическому равновесию.

nоb — оптимальное количество видов травоядных животных на единице поверхности, соответствующее экологическому равновесию.



Часть травоядных животных поедают плотоядные животные. После соответствующего расщепления и преобразования. из этой части синтезируется биомасса плотоядных животных.

s c g
∫∫∫ Mabp(t) χcg ncg dsdcdg = Mcgp(t) (3)
ooo

где:

Mcgp(t) — биомасса плотоядных животных, синтезируемая в единицу времени на единице площади.

χcg — биологический К.П.Д. плотоядных животных, показывающий. какая часть поглощённой биомассы травоядных животных преобразуется в биомассу плотоядного организма (с) каждого плотоядного вида (g).

ncg — количество плотоядных организмов (с) данного вида (g) живущих на единице поверхности.

Причём:

0 < с < nсо

0< g <nog

где:

nсо — оптимальная плотность популяции плотоядных животных каждого вида (g) на единице поверхности, соответствующая экологическому равновесию.

nog — оптимальная плотность плотоядных видов на единице поверхности, соответствующая экологическому равновесию.

Используя введённые математические обозначения (1), (2), (3), можно записать математическую модель сформировавшейся экологической системы:

Mijp(t) + Mabp(t) + Mcgp(t) = const. (4)

После подстановки значений слагаемых в выражение (4) получаем:

sab sab sab
Mijp(t) {1+ ∫∫∫ χab nab dsdadb + ∫∫∫ χab nab [ ∫∫∫ χcg ncg dsdcdg ] dsdadb } = const. (5)
ooo ooo ooo

Если подставить в это уравнение значение Mijp(t) получаем:

s i j
∫∫∫ Wsχijn(ij) [1+…+…] dsdidj = const.
ooo

Мы получили уравнение экологической системы.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...