在提出逻辑斯蒂模型之前,最早给出种群生态学经典数学模型的是Malthus模型。英国统计学家Malthus在1798年 《人口原理》一书中提出了闻名于世的Malthus人口模型。但是,Malthus的人口模型只符合人口的过去而不能用来预测未来人口总数。比利时数学家P.F.Verhulst对Malthus模型中关于人口增长率为常数这一假设修改为:
该式就是最早的逻辑斯蒂模型。dN/dt是种群瞬时增长率,反映某一种群在某种密度下的增长潜力,或是某一时刻某种群的增长潜力。其中,N为种群个体数量,即种群的大小;t为时间变量;r是种群的瞬时增长率,也称内禀增长率,表示个体在没有受到抑制作用时的最大增长率;K为环境负荷量,也称环境容量(一切资源环境所能允许的最大种群量)。环境负荷不是固定的,随时间和营养状况不同而发生波动。
经典Loglstic方程在种群生态学中有着重要的地位及深远的影响,通常认为它阐明了种群与资源关系的逻辑规律。利用它可以表征种群数量的动态,著名实验有pearl的果蝇实验,Chapman(1931)的拟谷益实验及鱼类的种群增长。逻辑斯蒂方程既可作为描述某一研究对象的增长过程,如在自然界,生物(包括个体和种群)的变化由生到死都经历着由小到大,由起始、发展到消亡的大致相似的阶段;也可作为其他复杂模型理论的基础,如以逻辑斯蒂方程为基础,Lotka和Volterra分别于1925年、1926年独立地提出两种物种间的竞争增长模型;此外,还可用于某些作物、畜牧、狩猎、渔捞等方面的收获时间的确定——最大持续产量原理(MSY理论)。(www.daowen.com)
在社会科学中,对工农业等经济发展的预测、市场的预测等,也可以以逻辑斯蒂方程为理论基础。比如,商店中新产商品的销售量,一开始销量很低(新产品信誉不佳),经过一段时间销量大大提高(信誉提高,销路打开),然后又降下来(需求饱和,新产品出现)。这种规律反映在商品销售量上就是一条“S”形的曲线。又如,人们对知识的积累,也是经历着一个由慢(初学)而快(掌握了学习方法后)然后再慢(厌烦或知识逐步饱和)的过程。知识的积累也是一条“S”形的变化曲线。余爱华(2003,2005)[14][15]用单纯形法拟合模型中的参数,取得了良好的有关耐用消费品的预测效果。吴利华等人(2004)[16]在运用广义Logistic曲线的基础上,对南京市人力资源总量的变动趋势进行了预测。田秀华、聂清凯等人(2006)[17]建立了商业生态系统中两个企业竞争的Logistic模型,并给出了模型的不动点及稳定条件,初步探讨了该模型的经济学意义。张睿、钱省三等(2008)[18]针对生态学视角的企业竞争模型研究的不足,提出具有下临界的企业竞争模型。邓强(2009)[19]在人力资本配置系统研究中将技术、制度因素纳入Lotka-Volterra模型中,并区分出竞争、互惠、供需三种基本的人力资本配置系统。
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