生态学实验-

生态学实验

Lotka-Volterra捕食者-猎物模型

时间：2015.05.15

实验摘要：

Lotka-Volterra捕食者-猎物模型是对逻辑斯蒂模型的延伸。它假设：除

不是这存在外，猎物生活于理想环境中（其出生率与死亡率与种群密度无关）；捕食者的环境同样是理想的，其种群增长只收到可获得的猎物的数量限制。本

实验利用模拟软件模拟Lotka-Volterra捕食者-猎物模型，并以此研究该模型的

规律特点。

实验原理：

捕食者—猎物模型简单化假设：①相互关系中仅有一种捕食者和一种猎物。②如果捕食者数量下降到某一阀值以下，猎物数量种数量就上升，而捕食

者数量如果增多，猎物种数量就下降，反之，如果猎物数量上升到某一阀值，

捕食者数量就增多，而猎物种数量如果很少，捕食者数量就下降。③猎物种群

在没有捕食者存在的情况下按指数增长，捕食者种群在没有猎物的条件下就按

指数减少。

因此有猎物方程：dN/dt=r1N-C1 PN和捕食者方程：dP/dt=-r2P+C2PN。其中N和P分别指猎物和捕食者密度，r1 为猎物种群增长率，-r2 为捕食者的

死亡率，t为时间，C1为捕食者发现和进攻猎物的效率，即平均每一捕食者捕

杀猎物的常数，C2为捕食者利用猎物而转变为更多捕食者的捕食常数。

实验目的：

在掌握Lotka-Volterra捕食者-猎物模型的生态学意义和各参数意义的基

础上，通过改变相应参数值的大小，在计算机上模拟捕食者种群与猎物种群的

数量变化规律，从而加深对该模型的认识。

实验步骤：

1.写出实验设计方案，探求在不同的情况下，捕食者与猎物之间的数量

变化规。

2.将支持实验结论的图表附在实验报告中。

3.对所得的结论做出生态学解释。

实验数据：

P0=7；N0=28；d=0.6；r1=0.8；g=0.4；c=0.11.

第二组数据：

P0=20；N0=20；d=0.6；r1=0.8；g=0.4；c=0.07

实验分析：

此次试验模拟了非洲大草原上，猎豹和鬣狗对猎物蹬羚的捕猎，首先猎豹和鬣狗分别是猫科和犬科动物，且生活习性有很大的不同，鬣狗是群居动物，有

很大的种群，从数量上看，鬣狗与猎物蹬羚的数量差距不是很大，而猎豹数量比较少是几乎独居的动物。

从第一组数据中看出，猎物的初始种群是最大的数量，结合数据看，猎豹的捕猎效率比较高，但由于本体数量比较少只能导致猎豹的数量小幅上升，随猎物数量下降，猎豹数量下降比较快。从鬣狗的图来看，群体捕猎导致猎物数量迅速下降，自己本身数量激增，但猎物下降过快，种内竞争增大，鬣狗数量下降，但很大一段时间似乎还在猎物的数量之上。证明了群居捕猎在效率上还有在种内存活率上都是要高出单独捕食者不少的。