1 / 15

Časové řady a populační dynamika

Časové řady a populační dynamika. Antonín Macháč. Č asov é ř ady. sezonalita, periodicita volatilita podil nahodneho sumu. Random walk: X t +1 = X t + W t w … “white noise” w ~ N (0, std.dev.). Č asov é ř ady v populacni ekologii. Nekolik okruhu diskuze

tom
Download Presentation

Časové řady a populační dynamika

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Časové řady a populační dynamika Antonín Macháč

  2. Časovéřady • sezonalita, periodicita • volatilita • podil nahodneho sumu Random walk: Xt +1 = Xt + Wt w … “white noise” w ~ N (0, std.dev.)

  3. Časovéřady v populacni ekologii • Nekolikokruhudiskuze • bioticke vs. abiotickevlivy - mala skala, vysokafrekvence >>> “šum” - velkaskala, nizkafrekvence >>> klima - nelinearniinterakcemezijedinci 2) vnitro-vs. mezi-druhoveinterakce - interakce v ramcidruhu, spolecenstva, ekosystemu - density dependence, demografickastochasticita - dimenzionalitapopulacnichfluktuaci Bronstad and Grenfell (2001) Science - 184 citations Noisy Clockwork: Time Series Analysis of Population Fluctuations in Animals

  4. Časovéřady v populacni ekologii • Stavajicivyzkum >> Klimatickevlivyglobalniskaly (climate change) >> Nelinearnideterministicke a linearnistochastickemodely Syntezazahrnujiciklimatickevlivy, nelinearnidynamiku a nahodnoukomponentu Interakcenelineranidynamiky a stochasticity >> pozoruhodnaoscilacepopulaci >> ekonomie … stochasticita >> fyzikalnichemie … determinismus

  5. Tresky • Dobrezmapovanadynamika, industrializovanyrybolov • Znacnevykyvy, komplexnispektra (A) Vysokofrekvencnioscilace (lihnutijiker, teplotneindukovanamortalita, interakceryba-ryba-plankton, kompetice) (B) Nizkofrekvencnioscilace a trendy (masovyrybolov, klimatickevykyvy) • Nutnedalsifaktory (interakcenelineranidynamikou a stochastickoukomponentou) Vyznamdilcichkomponentkolisa s radoufaktoru: marinni-terestrickyekosystem, obratlovci-bezobratli, komplexitazivotnichcyklu Caley et al. 1996 Higgins et al. 2007

  6. Časovéřady v populacniekologii Caley et al. 1996 Higgins et al. 2007

  7. Komponentypopulacnidynamiky (1) Density dependence • neg. zavislost mezi per capita growth rate a populacni hustotou >>> zanechava stopy v prubehu casove rady • patrne v rozlehlejsim casovem horizontu • (multiple) lags >>> “order of density dependence”

  8. Komponentypopulacnidynamiky (2) Stochasticka variabilita • DEMOGRAFICKA & ENVIRONMENTALNI stochasticita • diskretni pocet individui >>> inherentni stochasticke fluktuace • pocetnost stabilnich populaci kolisa kolem K podle Poissonovy/neg. binomicke distribuce • variabilita fluktuaci stopa s abundanci • extra - variability >>> dodatecne environmentalni fluktuace • >>> gamma/log normalni ditribuce okolo equilibria • sklon = 2 • Progresivnejsi metodika … diffusive approximation to birth-death process log (variance) log (variance) (1; 2) (2; ∞) log (mean) log (mean) Saether et al. 2000

  9. Komponentypopulacnidynamiky (3) Klimaticke vykyvy • autokorelovane fluktuace na velke skale (≈ desetileti) • El Nino, ENSO, NAO oscilace Fromentin et al. 1996

  10. Komponentypopulacnidynamiky (4) Komplexnidynamika • interakce lagged density dependence - food webs - predator/prey/parasit interactions • Dimensionalitainterakci(Bjornstad et al. 2001) Plodiainterpunctella; virus + parazitace >>> fluktuace • Cyklickadynamika a chaos - rozlisenichaotickych a stochastickychfluktuaci > stabilni populace > cyklicke > chaotickefluktuace • Cyklickefluktuce se snadnoidentifickujispektralnianalyzou • Chaotickefluktuacejsouexponencialnisenzitivni k pocatecnimpodminkam • Chaotickefluktuacevedoukekomplexnimgeometrickymobrazcumvefazovemprostoru

  11. (4) Komplexnidynamika Benoit et al. 1998 Bifurcation cascade

  12. Two case studies (a) Rys a zajic • Lynx canadensis & Lepusamericanus • cross-korelacnifunkce • nenizavislostmezirocniteplotou a abundanci >>>nizky environmental forcing • dimenzionalitainterakci • 3D … zajic • tritrofickeinterakce (kytky - zajic - rys) staci k objasnenifluktuacizajecichpopulaci • 2D … rys • zavislostkorist - rys • prosteoscilace King et al. 2001

  13. Two case studies (b) Anglickeovce • “laboratorni” ostrovy >>> omezenapotravni sit, omezenadisperze a recruitment, nezavislereplikace, dlouhecasoverady (od r. 1950) mapujicidivoke populace Ovisaries • opakovanekolapsypopulaci … density dependence • sychronizaceoscilaci … environmental forcing >>> interakceklimatu a density dependence - treskutezimyzahubimlade a stare jedince, ale jen v letech s vysokymipopulacnimihustotami - souhrademografie, klimatu a hustotnizavislosti Coulson et al. 2001

  14. (b) Anglickeovce

More Related