?

Log in

No account? Create an account

Saravia et al., 2012a
covtoc
basil_yakimov

Saravia L.A., Giorgi A., Momo F., 2012. Multifractal growth in periphyton communities // Oikos. 121: 1810-1820.

В 1999 году групп аргентинских исследователей провела 11-недельный эксперимент по выращиванию перифитона. В десяти аквариумах были размещены полистиреновые пластинки размером 8 х 8 см. Еженедельно в аквариум добавлялась порция воды с большой концентрацией водорослей, полученная путем соскабливания просеивания через фильтр соскоба с элодеи из естественного водотока. Каждую неделю одну из пластинок из каждого аквариума фотографировали и путем специальной калибровки получали плотность хлорофилла а.

Спустя 12 лет авторы эксперимента вернулись к полученным данным и провели мультифрактальный анализ структуры перифитона в динамическом аспекте. Полученные изображения имели разрешение 470 х 470 пикселей, анализ проводился в диапазоне линейных масштабов от 4 до 128. Диапазон моментов q от -24 до 24. Обобщенные размерности Реньи снимались методом моментов, мультифрактальные спектры – методом прямой оценки наклонов (Chhabra, Jensen, 1989).

Для всех этапов сукцессии получены корректные спектры обобщенных размерностей без особых аномалий. С мультифрактальными спектрами возникли проблемы: во-первых они сделаны только для диапазона q от -4 до 6, во-вторых – даже в этом диапазоне часть ветвей уходит в отрицательную область, что авторы связывают с отклонениями статистического характера. Касательно ограничения диапазона q при получении спектров авторы пишут про отклонения от линейного поведения скейлинговых функций, но что-то мне подсказывает, что там на спектрах просто имеются аномалии типа «рогов».

В ходе развития перифитона происходило примерно следующее. В первые недели водорослей было мало, биомасса была относительно равномерно и очень неплотно распределена по пластинке, в результате спектры первых недель очень узкие. Затем в ходе развития плотность биомассы увеличивается и растет ее гетерогенность, вследствие чего спектры расширяются. Далее происходит окончательное насыщение, после которого пластинка оказывается относительно равномерно покрыта водорослями, при этом спектр снова сужается и стабилизируется. Характерно то, что все спектры имеют вершину примерно в одной и той же точке (2, 2), то есть само распределение биомассы относительно гомогенно (размерность совпадает с размерностью носителя, то есть плоскости), мультифрактальными же свойствами обладает именно гетерогенность распределения.

В статье во введении и обсуждении много всяких слов про самоорганизацию, самоорганизованную критичность, вероятные механизмы формирования самоподобия в перифитонных сообществах, но все это как-то оторвано от представленного материала. Я склонен рассматривать данную работу просто как один из примеров мультифрактальности пространственной структуры конкретного сообщества в ультрамалых масштабах (от 0.7 до 22 мм).