Шаров А.А. Принципы управления искусственными популяциями животных // Первое всесоюзное совещание по проблемам зоокультуры. Тезисы докладов. Часть первая. Москва, 1986. С. 90-92.
ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫМИ ПОПУЛЯЦИЯМИ ЖИВОТНЫХ
Выдвигаются три базовых принципа управления искусственными популяциями животных: 1) принцип жизненной системы; 2) принцип стохастичности динамики популяции и 3) принцип оптимальности.
Жизненной системой называется система, состоящая из рассматриваемой популяции и ее эффективной среды, т.е. той части экосистемы, которая прямо или косвенно влияет на данную популя цию (Clask et al, 1967). Концепция жизненной системы утверждает необходимость использования системного подхода в популяционной экологии. Роль любого экологического процесса в динамике популяции определяется не только свойствами этого процесса, но и жизненной системой в целом. Жизненная система - основной объект популяционной экологии. Основным методом анализа жизненных систем является метод математического моделирования, позволяющий интегрировать сведения о закономерностях течения отдельных экологических процессов.
Особенность структуры жизненных систем искусственных попу ляций, о которых идет речь на Совещании, состоит в том, что важным компонентом этих жизненных систем является направленное воздей ствие человека. Антропогенный фактор включается в единую систему с естественными факторами, влияющими на динамику популяции. Его нельзя считать внешним по отношению к жизненной системе, поскольку характер воздействия человека должен закономерно ме няться в зависимости от состояния жизненной системы. Итак, принцип жизненной системы гласит: управление популяцией возможно только с учетом всех важнейших как искусственных, так и ес тественных экологических процессов, входящих в жизненную систему.
Благодаря влиянию абиотических и других плохо предсказуе мых факторов, динамика любой популяции представляет собой сто хастический, а не детерминированный процесс. Поэтому при упра влении необходимо учитывать случайные флуктуации состояния популяции. В этом состоит сущность второго принципа, который впервые был выдвинут Чессоном (Chesson, 1978). Задача управления искусственной популяцией состоит в том, чтобы удержать состояние популяции в определенных границах. Управление следует считать удовлетворительным, если вероятность выхода состояния популяции за указанные границы меньше некоторой заданной величины, например, 1 %.
Для решения задачи управления необходимо спроектировать, а затем создать такую жизненную систему популяции, чтобы доверительный интервал ее состояния не выходил за установленные гра ницы. Такое направленное изменение жизненной системы популяции будем называть экологической инженерией. Цель экологической инженерии, в отличие от традиционных методов управления, состоит не в том, чтобы постоянно корректировать изменения состояния популяции, а в том, чтобы так видоизменить структуру жизненной системы, что она уже не будет требовать корректировки или будет требовать лишь минимальную корректировку.
Доверительный интервал для любой характеристики популяции можно определить, исходя из среднего уровня и дисперсии. В жизненной системе имеются регулирующие механизмы, препятствующие изменению среднего уровня и дисперсии любой стабильной характе ристики популяции. Мы предложили выделять два типа регулирующих механизмов: буферные механизмы, препятствующие изменению средне го уровня некоторой характеристики популяции, и гомеостатические, препятствующие изменению дисперсии этой характеристики (Ша ров, 1985, 1986). Эффективность этих механизмов можно количест венно оценить коэффициентами буферности и гомеостаза, которые вычисляются на основе имитационной модели. По величине этих коэффициентов можно прогнозировать изменение среднего уровня к дисперсии данной характеристики популяции в ответ на изменение параметров жизненной системы, что дает ключ к решению задачи экологической инженерии.
Поддержание определенной структуры жизненной системы популяции обычно требует экономических затрат. При управлении популяцией эти затраты должны быть минимальными - в этом состоит прин цип оптимальности. Задача оптимизации управления решается раз нообразными математическими методами на основе имитационной по дели (Уатт, 1971; Got, 1980). Оптимизации подлежит не только зоокультура как таковая, но и способ использования продукции этой зоокультуры. Примером служит культура энтомофагов, разводимых в целях биометода. Оптимальная стратегия выпуска энтомофагов зависит от их биологических особенностей, а следовательно, и от методов разведения. Поэтому желательна совместная оптимиза ция методов разведения и выпуска энтомофагов.
При оптимизации следует учитывать два типа затрет: 1) про изводственные затраты, включающие затраты на сырье, на уход за культурой и т.д. и 2) затраты на мониторинг за состоянием жиз ненной системы искусственной популяции. Необходимость мониторин га вытекает из стохастичности динамики популяции. Если в техни ке затраты на контроль продукции часто бывают пренебрежимо малы по сравнению с производственными затратами, то при зоокультивировании эти два типа затрат обычно бывают соизмеримы и требуют совместной оптимизации. В области оптимума увеличение затрат на мониторинг должно точно компенсироваться снижением производствен ных затрат. Такое соотношение будет верным при оптимальных стратегиях использования производственных затрат и затрат на мони торинг.