Разработка алгоритма и программного обеспечения, строящего мультифрактальные спектры по выборке из экологических сообществ

   Важнейшими характеристиками экосистем являются пространственная и видовая структуры сообществ. Проблема их описания возникает при изучении взаимодействий особей друг с другом или окружающей средой. Интенсивность и направленность взаимодействий зависят от расстояния между особями, от разнообразия видов, составляющих сообщество, поэтому данные о закономерностях их размещений содержат информацию о процессах, протекающих в экосистемах.

   В рамках данной работы было разработано программное обеспечение для построения мультифрактального спектра по выборкам из экологических сообществ, на основании которого формируется анализ их структуры. Представление биологических сообществ в виде фрактальных объектов является новым подходом в исследовании пространственной и видовой структуры, который наиболее полно объясняет существующие эмпирические факты.

   Построение мультифрактального спектра разбивается на несколько этапов:

   1) Проверка монофрактальной гипотезы Маргалефа.

   2) Расчет моментов распределений особей по видам и выяснение характера их поведения при увеличении размера выборки.

   3) Определение скейлинговых показателей, полученных на основании графиков моментов распределений особей от масштаба.

   4) Получение мультифрактального спектра при помощи преобразования Лежандра.

   Каждый этап сопровождается построением графиков и расчетом промежуточных показателей, выявляются зависимости и проверяются гипотезы. Построение мультифрактального спектра позволяет не только описать разнообразие в отдельных группах видов, но и получить множество различных индексов разнообразия, характеризующих сообщество в целом.

   Далее планируется протестировать разработанное программное обеспечение на реальных выборках и сделать вывод о достоверности получаемых данных.

   Работа выполняется под руководством доцента, к. ф.- м. н. Шихеевой В.В.