종 간 경쟁

대학교생물고정 시간 간격 RK4와 대화형 위상 평면을 사용하는 결정론적 로트카-볼테라 경쟁 모델

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이 실험 소개

공유 가상 서식지에서 경쟁하는 두 개체군을 성장시켜 보세요. 위상 평면에서 서로 다른 초기 개체수를 설정하고, 상호작용 강도를 바꾸어 공존, 배제, 초기 조건에 대한 의존성을 비교할 수 있습니다.

학습 목표

  • 환경수용력과 종간 경쟁 계수를 해석합니다.
  • 영성장 등고선을 개체당 성장률이 0인 상태와 연결해 보세요.
  • 양의 평형과 안정적인 공존 결과를 구분해 보세요.

사용 방법

  1. 1약한 경쟁을 실행하고 두 개체군의 변화 추이를 비교해 보세요.
  2. 2위상 평면을 클릭해 또 다른 초기 개체군 쌍을 설정하세요.
  3. 3강한 경쟁을 선택하고 서로 반대되는 초기 우세 조건에서 다시 실행하세요.
  4. 4한 개체군의 초기값을 0으로 설정하고 이입 없이 개체군이 나타날 수 있는지 시험해 보세요.

모델

종 2는 종 1에 종 1과 동등한 경쟁 부담을 줍니다.
반대 방향의 상호작용 강도는 같을 필요가 없습니다.
위상 평면의 점선은 개체당 성장률이 0인 지점을 나타냅니다.

가정

  • 공간을 명시적으로 구분하지 않는 로트카-볼테라 경쟁계에서 두 개체군의 풍부도는 연속적인 값입니다. 출생이나 사망을 무작위로 표본 추출하지 않습니다.
  • 솔버는 50일 동안 고정된 0.01일 간격으로 4차 룽게-쿠타 방법을 사용합니다. 재생 중에는 값을 보간합니다.
  • 한 번의 실험 내에서 환경수용력과 성장률은 고정됩니다. 처음에 개체수가 0인 개체군은 이입이 없으므로 계속 존재하지 않습니다.
  • 양의 영성장 등고선 교점은 약한 경쟁에서는 안정적일 수 있고, 강한 경쟁에서는 불안정할 수 있습니다. 좌표만으로는 안정적인 공존을 입증할 수 없습니다.
  • 꽃 아이콘은 인구 1,000단위를 기준으로 한 고정된 척도에서 개체군의 크기를 근사적으로 나타냅니다. 실제 개체 수나 변하는 환경수용력에 맞춰 정규화된 비율을 나타내지는 않습니다.

수업에서 해 보기

  1. Q1강한 경쟁이 있을 때 승자가 초기 개체군 크기에 따라 달라지는 이유는 무엇인가요?
  2. Q2시뮬레이션을 실행하기도 전에 환경수용력을 바꾸면 영성장선이 달라지는 이유는 무엇인가요?

자주 묻는 질문

내부 평형에 항상 도달하는 것은 아닌 이유는 무엇인가요?

상호 경쟁이 강하면 내부 평형은 불안정할 수 있으며, 초기의 작은 우위가 다른 종의 배제로 이어질 수 있습니다.

꽃은 실제 생물의 수를 나타내나요?

아니요. 미분방정식으로 나타내는 연속적인 개체군 크기를 상징합니다.