Калькулятор экологии
Рост популяции, индексы Шеннона и Симпсона, модель Лотки-Вольтерра, экологический след, метод повторного отлова и таблицы выживаемости — всё в одном инструменте.
Популяционная экология и охрана природы
Экология изучает взаимодействия организмов с окружающей средой. Количественные методы популяционной экологии лежат в основе управления природными ресурсами, охраны биоразнообразия и ведения Красной книги России (КК РФ).
В России более 13 000 особо охраняемых природных территорий (ООПТ) занимают свыше 13% площади страны. Для оценки их эффективности и планирования природоохранных мер необходим математический аппарат, включающий модели роста популяций, индексы биоразнообразия и методы учёта численности.
📈Рост популяции
Экспоненциальная модель (Мальтус, 1798) описывает рост в неограниченной среде. Логистическая модель (Ферхюльст, 1838) вводит ёмкость среды K — предел, определяемый пищей, пространством и другими ресурсами.
N(t) = N₀ · e^(rt)N(t) = K / (1 + ((K−N₀)/N₀) · e^(−rt))Пример: численность сайгака в Калмыкии восстанавливается по логистической модели после депрессии.
🦁Модель Лотки-Вольтерра
Предсказывает циклические колебания численности хищника и жертвы. Первая строгая математическая модель межвидового взаимодействия, предложенная независимо Лоткой (1925) и Вольтерра (1926).
dN/dt = rN − αNPdP/dt = βαNP − mPКлассический пример: циклы рыси и зайца-беляка в Канаде, исследованные по данным компании Гудзонова залива.
🌿Индексы биоразнообразия
Для количественной оценки разнообразия используют несколько взаимодополняющих индексов. Индекс Шеннона чувствителен к редким видам, Симпсона — к доминирующим.
H' = −Σ pᵢ·ln(pᵢ)D = 1 − Σ pᵢ²J' = H'/ln(S)🔬Метод повторного отлова
Метод Линкольна-Петерсена (1930) позволяет оценить численность популяции без полного пересчёта. Применяется для рыб, птиц, млекопитающих, занесённых в Красную книгу.
N = M·C/R8 инструментов популяционного эколога
Охватывают весь стандартный курс популяционной экологии и методов охраны биоразнообразия
Рост популяции
Экспоненциальная модель Мальтуса и логистическая Ферхюльста с интерактивными графиками и расчётом времени удвоения.
Индексы разнообразия
Шеннон H', Симпсон D, Маргалеф и выравненность Пиелу J'. Визуализация доли каждого вида.
Ёмкость среды
Оценка K по ресурсам или по двум точкам наблюдения. Основа логистической модели и управления популяциями.
Хищник-жертва
Численное решение системы Лотки-Вольтерра. Точки равновесия и циклические колебания в реальном времени.
Виды и площадь
Зависимость S = c·A^z — основа теории островной биогеографии и проектирования ООПТ (заповедников).
Экологический след
Расчёт личного экологического следа в глобальных гектарах с разбивкой по категориям и сравнением со средним россиянином.
Экология в России: от Красной книги до ООПТ
Красная книга России
Красная книга РФ (КК РФ) включает 443 вида животных, 676 видов растений и грибов. Для мониторинга популяций занесённых видов применяются методы, реализованные в нашем калькуляторе:
- • Метод повторного отлова — учёт выхухоли, стерха, снежного барса
- • Таблицы выживаемости — оценка состояния популяции амурского тигра
- • Логистическая модель — восстановление дальневосточного леопарда
ООПТ и теория островной биогеографии
Зависимость S = c·A^z, разработанная МакАртуром и Уилсоном (1967), прямо применяется при проектировании заповедников и национальных парков России:
- • Байкало-Ленский заповедник — расчёт оптимальной буферной зоны
- • Кавказский биосферный — оценка фрагментации лесов Западного Кавказа
- • Земля Франца-Иосифа — мониторинг популяции белого медведя
Советы по работе с калькулятором
Сравнивайте модели
Запустите оба варианта роста с одинаковыми N₀ и r. При малых t разница незначительна, при t→∞ логистическая выходит на плато K, а экспоненциальная уходит в бесконечность.
Устойчивость Лотки-Вольтерра
Если популяция хищника или жертвы обнулится, система коллапсирует. Реальные экосистемы имеют механизмы стабилизации (рефугиумы, альтернативные жертвы). Начните с точек, близких к равновесию N* и P*.
Данные для биоразнообразия
Вводите данные как число особей каждого вида (не проценты). Минимум 3–5 видов для значимых результатов. Используйте результаты маршрутных учётов птиц, трансектных учётов растений и т.д.
Как использовать калькулятор экологии
Выберите инструмент
Нажмите на нужную вкладку: "Рост популяции", "Биоразнообразие", "Хищник-жертва" и т.д. Вкладки соответствуют разделам популяционной экологии.
Введите данные
Для роста популяции: начальная численность N₀, скорость роста r, ёмкость среды K (для логистической модели) и время t. Для биоразнообразия: введите численность каждого вида с новой строки.
Проанализируйте результаты
Графики обновляются мгновенно. Таблица жизни показывает полный набор демографических показателей. Для экологического следа результат сравнивается со средним по России и миру.
Используйте в работе
Скопируйте результаты для отчёта, курсовой работы или научной статьи. Все формулы подписаны. Для реальных полевых данных рекомендуем 3–5 повторных учётов.
Часто задаваемые вопросы
Лиана Арифметова
Миссия: Демократизировать сложные расчеты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».
Отказ от ответственности
Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые данным инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.
Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.
Медицинские, финансовые и профессиональные решения должны приниматься исключительно на основании консультации с квалифицированными специалистами — врачом, финансовым советником, инженером или другим профессионалом в соответствующей области. Не используйте результаты данного инструмента как единственное основание для принятия важных решений.
Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут никакой ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию и применение полученных результатов.
Похожие инструменты
Калькулятор риска банкротства
Z-score Альтмана, коэффициенты ликвидности и автономии. Анализ по ФЗ-127 для российских компаний.
Калькулятор градиентов и интерполяции цветов
Генератор плавных переходов между цветами. Создайте CSS градиент онлайн, получите коды цветов (HEX/RGB) и настройте количество шагов.
Калькулятор времени в пути и ETA (прибытия)
Расчет времени поездки по расстоянию и скорости. Определение времени прибытия (ETA).
Калькулятор оборотного капитала
Рассчитайте чистый оборотный капитал (NWC), коэффициент текущей ликвидности, быстрой ликвидности и другие показатели оборотных средств.
Калькулятор учебного календаря и расписания
Учебный год школы и вуза по российским стандартам (четверти, семестры, сессии), планировщик семестра, дедлайн-трекер и расчёт зачётных единиц (ЗЕТ).
Калькулятор теплоизоляции (R-значение, U-значение)
Расчет толщины утеплителя и конвертер R-value ↔ U-value. Таблица теплопроводности материалов (минвата, пенопласт и др).
Калькулятор шифров и кодов: Base32, Base58, Bcrypt, хэш
Универсальный криптографический калькулятор. Кодирование Base32/Base58, генератор и проверка Bcrypt, вычисление хэшей MD5, SHA-1, SHA-256.
Калькулятор методологии исследований
Расчёт размера выборки, критерий хи-квадрат, корреляция Пирсона и мощность теста. Инструменты для научных и маркетинговых исследований.
Калькулятор логарифмов
Логарифм числа по любому основанию. Натуральный (ln), десятичный (lg), двоичный (log2) и произвольный.
Калькулятор точного земледелия
Расчёт норм внесения удобрений, высева, СЗР и экономии ресурсов при дифференцированном подходе. ROI от GPS, дронов и датчиков.
Калькулятор доступности (Accessibility): WCAG 2.1, контрастность, ARIA, скринридер
Комплексный калькулятор веб-доступности: проверка контрастности цветов (WCAG AA/AAA), конвертер размеров шрифтов (rem/em/px), оценка ARIA-совместимости, аудит клавиатурной навигации, готовность к скринридерам и соответствие WCAG 2.1 (ГОСТ Р 52872).
Геотермальный калькулятор
Расчёты геотермальной энергии: тепловые насосы, градиент, скважины, экономика
Калькулятор P-Value и мощности выборки
Расчет P-value, доверительных интервалов и анализ мощности выборки (Power Analysis). Для исследований.
Калькулятор шести сигм (Six Sigma)
Расчёты Six Sigma: уровень сигма, DPMO, DMAIC, выборка, FMEA, поток создания ценности
Калькулятор краудфандинговой кампании
Количество бэкеров, чистая прибыль, комиссии Planeta.ru и Boomstarter, налог УСН 6%.