生態(tài)系統(tǒng)模擬模型ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 04:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 基于氣味的捕食被捕食模型 ? 被捕食者有氣味。 ? 任一位置上的被捕食者氣味值由所有被捕食者的氣味疊加而成。 ? 捕食者根據(jù)氣味確定移動(dòng)方向。 基于氣味的捕食被捕食模型 ? 將上述思想通過(guò)引入相應(yīng)參數(shù)以具體規(guī)則體現(xiàn)出來(lái)。 ?捕食者 t時(shí)刻能量值記為 KA（ t） ?每時(shí)間步能量消耗 ε ?捕食成功后能量達(dá)到最大值 Kmax ?捕食者能量為 0時(shí)死亡 ?捕食者能量達(dá)到 Kmin時(shí)可繁殖后代 ?新生子代的能量為 Kof 基于氣味的捕食被捕食模型 ? 氣味的作用 ?氣味的疊加公式： q是常數(shù)， (m,n)是被捕食者個(gè)體所在的格子 ?氣味對(duì)捕食者移動(dòng)的影響： （ i,j）為捕食者當(dāng)前格子，（ k,s）為鄰居中空格 e表示氣味對(duì)移動(dòng)的影響程度， α 表示嗅覺(jué)靈敏度 ? ?2( , ) ,( , ) ,mn ijqO d o r i jl m n? ?( , )( , )O do r k s eO do r i j????????基于氣味的捕食被捕食模型 ? 繁殖 相鄰的兩個(gè)格子有兩個(gè)同類個(gè)體，才能繁殖后代，相當(dāng)于有性繁殖。子代分布于鄰居中的空格處，如下圖 基于氣味的捕食被捕食模型 ? t時(shí)刻，任選兩個(gè)相鄰格子。若所選格子中有 A，首先根據(jù)能量值判斷是否餓死。若死亡，相應(yīng)格子變?yōu)榭盏?，若未死亡，根?jù)如下規(guī)則確定 t+1時(shí)刻這兩個(gè)格子及其鄰 居 的狀態(tài)。 t時(shí)刻 t+1時(shí)刻 發(fā)生行為 條件及其他變化 A+B A+O 捕食 KA(t+1)=Kmax A+O O+A 可能移動(dòng) 由兩格子的氣味決定能否發(fā)生 B+O O+B 移動(dòng) 無(wú)條件發(fā)生 A+A A+A+(Aof） 可能繁殖 由能量及空地資源決定 B+B B+B+(Bof） 可能繁殖 由空地資源決定 基于氣味的捕食被捕食模型 ? 氣味的作用 取 L=50，初始只有位于中心一個(gè)捕食者。不同數(shù)量的被捕食者分布于四個(gè)方向。 基于氣味的捕食被捕食模型 在不發(fā)生死亡和繁殖的情況下，不同嗅覺(jué)靈敏度對(duì)捕食者移動(dòng)軌跡的影響。 基于氣味的捕食被捕食模型 ? 種群演化結(jié)果 ? 不同參數(shù)下，系統(tǒng)最終將會(huì)出現(xiàn)三種不同結(jié)果。 ? 捕食者、被捕食者、空地共存；只剩被捕食者；只剩空地。 基于氣味的捕食被捕食模型 ? 共存時(shí)，物種數(shù)量隨時(shí)間的演化結(jié)果 取 L=50, α=1, 模擬 400時(shí)間步， 得到種群數(shù)量的 演化結(jié)果如下。 x1為被捕食者， x2為捕食者， s為空地。 基于氣味的捕食被捕食模型 ? 嗅覺(jué)靈敏度對(duì)系統(tǒng)最終穩(wěn)定狀態(tài)的影響。 α取不同值時(shí)， 分別模擬 100次 統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)穩(wěn)定后 每種結(jié)果出現(xiàn)的 次數(shù)所占的比例， 如圖所示 基于氣味的捕食被捕食模型 2022年 6月 26日利用科學(xué)引文索引數(shù)據(jù)庫(kù)檢索的結(jié)果。 基于氣味的捕食被捕食模型 小結(jié) ? 以氣味迭加為前提，以氣味濃為行進(jìn)方向，是可以理解的思路。相當(dāng)于賦予捕食者一定的智能。 ? 事實(shí)上，捕食者的氣味對(duì)被捕食行為的影響，格子上氣味分布的處理方式，氣味對(duì)個(gè)體行為的影響方式，風(fēng)向等因素對(duì)氣味分布的影響等都是可以考慮的。 ? 該工作在 L*L地域上考慮個(gè)體如何利用環(huán)境信息來(lái)調(diào)整或確定個(gè)體的行為，這一思想可望用來(lái)研究更多的問(wèn)題。 包含視野的捕食被捕食模型 ? 在捕食被捕食系統(tǒng)中，捕食者、被捕食者具有一定的視野時(shí)，相應(yīng)系統(tǒng)如何演化？ ? 對(duì)于視野，可假定捕食者和被捕食者均可觀察到視野范圍內(nèi)個(gè)體的分布情況。 ? 進(jìn)一步的，捕食者和被捕食者可根據(jù)其觀察的結(jié)果，選擇對(duì)自己有利的方向移動(dòng)。 ? 相應(yīng)系統(tǒng)的演化規(guī)律？ ? 在 L*L格子上，有三個(gè)物種，狼、羊、草以及空地。 ? 個(gè)體的基本行為 ?草：生長(zhǎng)，被吃死亡 ?羊：吃草后繁殖，死亡（餓死、被吃、自然死亡），移動(dòng)（由視野確定） ?狼：吃羊后繁殖，死亡（餓死、自然死亡），移動(dòng)（由視野確定） 包含視野的捕食被捕食模型 ? 狼、羊、草可以置于同一格子之中 ? 每個(gè)格子有八種狀態(tài)，記為 ? t時(shí)刻，任選一個(gè)格子。根據(jù)以下規(guī)則確定該格子及其鄰居 t+1時(shí)刻的狀態(tài)。 狀態(tài) 0 1 2 3 4 5 6 7 格子 空 草 羊 草、羊 狼 草、狼 羊、狼 草、羊、狼 包含視野的捕食被捕食模型 ? 能量機(jī)制 ?狼、羊個(gè)體均具有能量 ?捕食成功后能量值達(dá)到最大 ?隨時(shí)間能量消耗 ?能量為 0時(shí)死亡 包含視野的捕食被捕食模型 ? 死亡機(jī)制 ?狼：餓死，自然死亡 ?羊：
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