格子上的生物入侵模擬模型.pdf

1、Penna于1995年提出的bit-string模型。這類模型能夠很好地模擬生物的種群特性，包括個(gè)體年齡因素、疾病規(guī)律、繁殖特點(diǎn)和突變特性，是演化單物種生物種群并且以個(gè)體為單位的模型。另外，在考慮環(huán)境作用方面，該模型用的是Verhulst因子，而考慮的不是地域因素。Monte Carlo方法是由Danuta Makowiee首次提出的，Danuta Makowiee在研究L×L網(wǎng)格模型時(shí)采用的這一方法。Von Neumann鄰居是Mon

2、te Carlo方法中的重要因素，在Monte Carlo方法中，它被用來確定當(dāng)前格子在下一時(shí)間步時(shí)所要發(fā)生的改變，因而確定其狀態(tài)。另外，Penna模型中使用Verhulst因子是確定生物所生存環(huán)境中整體壓力的依據(jù)，而在局部環(huán)境中不用模型都設(shè)置了個(gè)體的死亡機(jī)制，Monte Carlo方法就是采用這種死亡機(jī)制來起到確定環(huán)境整體壓力的作用，從而，使得整個(gè)生物種群的生存演化得到了很好的模擬。但是，Danuta Makowiee的模型只是引入了

3、單一物種，未考慮到多物種的共同影響，而且在同步更新機(jī)制的確定上，Monte Carlo方法還存在很多問題。
　　基于Penna模型的二物種元胞自動機(jī)模型是在N×N網(wǎng)格上利用元胞自動機(jī)的局部規(guī)則和同步更新機(jī)制。本文在上述模型的基礎(chǔ)上引入了草，并將草作為一種有限資源，對于草的繁殖利用Moore鄰居控制繁殖的后代在網(wǎng)格上的分布，給出了三物種模型。將兩物種模型采用的Von Neumann鄰居轉(zhuǎn)化為Moore鄰居，高等動物相對于低等動物而言

4、也有一定的優(yōu)先權(quán)，以此為基礎(chǔ)來控制個(gè)體的捕食、運(yùn)動及繁殖，這樣可使相應(yīng)描述更接近實(shí)際。
　　本文用計(jì)算機(jī)模擬了狼、羊、草三物種的演化，對于給定的N值，即對于給定的地域，選取不同的初始個(gè)體數(shù)目，模擬得到的各物種數(shù)量的變化有三種不同的結(jié)果:三物種共存（狼、羊、草）;二物種共存（羊、草）;只剩余一個(gè)物種（草）。選取某一組可使狼、羊、草系統(tǒng)穩(wěn)定共存的參數(shù)值，并在該條件下，討論了生物入侵的問題，該入侵生物處于食物鏈底層。賦予入侵者與草類似的