Эссе: Математические модели популяций, взаимодействующих на территории

Экосистема представляет собой сложную совокупность видов, взаимодействующих друг с другом, перемещающихся в пространстве, изменяющих свою численность. На все популяции, существующие в экосистеме, дополнительно воздействуют различные абиотические и антропогенные факторы. Численность популяции зависит от погоды, химического состава среды и степени ее загрязнения. Непрерывно усиливающаяся хозяйственная деятельность человека приводит постепенно к необратимым изменениям многих природных систем. Их восстановление и рациональное использование является на сегодняшний день одной из важнейших задач, поскольку дальнейшее благополучное существование и развитие общества возможно только в гармонии с природой.

Изучение закономерностей динамики численности популяций необходимо для создания научных основ рационального использования полезных животных и борьбы с вредными насекомыми. При этом используются математические методы, в частности, моделирование. Математическая модель позволяет выявить наиболее важные факторы, влияющие на динамику той или иной популяции, наметить направление исследований и составить план необходимых наблюдений. Преимущества математического анализа очевидны: математическое моделирование не только помогает строго формализовать знания об объекте, но иногда дать количественное описание процесса, предсказать его ход и эффективность, дать рекомендации по оптимизации управления этим процессом. Это особенно важно для биологических процессов, имеющих прикладное и промышленное значение - биотехнологических систем, агробиоценозов, эксплуатируемых природных экосистем, продуктивность которых определяется закономерностями роста популяций живых организмов, представляющих собой 'продукт' этих биологических систем.

Частным случаем математического моделирования является - имитационное компьютерное моделирование, которое позволяет анализировать особенности взаимодействий популяции и факторов окружающей среды, рассматривать различные сценарии изменения этих факторов, давать прогнозы динамики численности популяций. Поэтому вопрос разработки адекватного математического аппарата для изучения динамики популяций является актуальным.