Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Лекция'
Тогда пользователь, щелкнув мышью на этой ссылке и выбрав радиокнопку Открыть файл в появившемся окне запроса, сможет загрузить соответствующее Windo...полностью>>
'Закон'
Приложение к запросу Высшего Арбитражного Суда РФ в Конституционный суд РФ о проверке конституционности положений законодательства, определяющих компе...полностью>>
'Сборник статей'
Пройденный нами боевой путь под руководством партии Ленина - Сталина преисполнен славы, доблести и геройства. Он войдет в историю битв и сражений сов...полностью>>
'Учебно-методический комплекс'
Русский язык как способ существования русского национального мышления и русской культуры, нуждающейся в охране и правильном использовании. Русский язы...полностью>>

Моделирование экологических систем

Главная > Исследование
Сохрани ссылку в одной из сетей:

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Вычислительная техника открыла широкие возможности для изу­чения процессов, происходящих в природе и обществе. Среди задач, успешно моделируемых на компьютерах, особое место занимают эко­логические. Круг их очень велик. С одной стороны — это задачи развития биологических видов в природной среде, с другой — иссле­дование влияния деятельности человека на природу. Моделирование в экологической сфере позволяет прогнозировать развитие биологи­ческих популяций, управлять численностью отдельных видов и пред­сказывать влияние угрожающих их развитию факторов.

ЗАДАЧА 3.29

Изменение численности биологического вида.

I этап. Постановка задачи

ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ

В некоторой природной среде обитает один или несколько видов живых организмов. Они могут иметь разную среду обитания, раз­ные источники питания, т. е. различные внешние факторы, влияю­щие на численность.

Жизнь некоторых популяций идет обособленно, они занимают свою «экологическую нишу». Их численность практически не зави­сит от наличия соседствующих видов. Некоторые виды, хотя и не угрожают напрямую жизни соседствующих видов, но имеют с ними общую среду обитания и (или) одни и те же источники питания. Про такие виды говорят, что они соперничают друг с другом. Виды могут враждовать, когда один вид охотится за другим и уничтожает его.

Требуется исследовать изменение численности популяций в раз­ных условиях.

ЦЕЛЬ МОДЕЛИРОВАНИЯ

  • Исследование изменения численности популяции при разных коэффициентах рождаемости и смертности, с учетом природ­ных факторов и биологического взаимодействия видов. Чем больше внешних факторов учитывается при расчете тем более точной и реалистичной получается модель.

• Построение моделей с различной степенью огрубления природного процесса и принятие решения о целесообразное дальнейшего уточнения модели.

• Корректировка модели и исследование влияния дополнительных входных параметров на выходные характеристики

• Прогнозирование неблагоприятных факторов (например, нехватки ресурсов), приводящих к вымиранию популяции

ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ В этой задаче моделируется процесс изменения численности по­пуляции, развивающейся обособленно или в составе биологической системы. Численность вида зависит от разных факторов: рождаемо­сти, смертности, выживаемости в данных природных условиях и т. д.

I этап. Уточненная постановка задачи

Одноклеточная амеба каждые 3 часа делится на две клетки. Построить модель изменения численности количества клеток через 3,6,9,12, …часов.

. Факторы, приводящие к гибели амеб не учитываются.

II этап. Разработка модели

ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ

Объект

Параметры

Действия

Амеба

Коэффициент рождаемости КР

Период деления At

Деление клетки

Начальная численность Ч,

Изменение численности амеб Ч,

Математическая модель изменения численности амеб:

Чi+1 i * КР,

где Чi — количество клеток через i промежутков времени; Чi+1 — количество клеток через i+l промежуток времени (т. е. спустя 3 часа); КР — коэффициент рождаемости.

КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ

Для моделирования выберем электронные таблицы. В этой сре­де информационная модель представляется в виде таблицы, кото­рая содержит две области:

• исходные данные;

• расчетные данные (результаты).

Ввести в верхнюю часть таблицы исходные данные, а в расчет­ную часть таблицы следующие формулы:

Ячейка Формула

А10 =А9+$В$4 (1)

В9 =$В$6 (2)

В10 =В9*$В$5 (3)

А

В

1

Моделирование численности биологического вида

2

3

Исходные данные

4

t

3

5

КР

2

6

Ч0

1

7

Результаты

8

Время отсчета

Количество клеток

9

0

Формула 2

10

Формула 1

Формула 3

11

Заполнить вниз

Заполнить вниз

III этап. Компьютерный эксперимент

ПЛАН ЭКСПЕРИМЕНТА

ТЕСТИРОВАНИЕ

Проверить правильность ввода формул.

ЭКСПЕРИМЕНТ

Произвести расчеты роста численности популяции. По результатам расчетов построить диаграмму.

ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Введите в таблицу контрольные исходные данные и скопируйте расчетные формулы в две-три строки. Результаты сравните с приведенными в таблице.

8

Время отсчета

Количество клеток

9

0

1

10

3

2

11

6

4

Совпадение с контрольным образцом показывает правильность введения формул.

2. Введите свои данные и скопируйте формулы в нижестоящие ячейки в обозримом пространстве экрана.

3. Выделите расчетные столбцы и постройте гистограмму.

Скопировать диаграмму в текстовый процессор.

IV этап. Анализ результатов моделирования

Оценить по диаграмме рост численности амеб.

• Модель показывает, что количество клеток увеличивается в геометрической прогрессии, т. е. очень быстро. При сделан­ном огрублении модели численность растет бесконечно.

• В реальности рост клеток должен быть ограничен внешними факторами, влияющими на их жизнеспособность. Только на малом отрезке времени такая модель может характеризовать процесс с достаточной точностью.

• Требуется корректировка модели с учетом естественной смерт­ности.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Моделирование водных экосистем. Комплексный подход в. В. Меншуткин, О. Н. Воробьева, Т. И. Казанцева, В. Ф. Левченко Введение

    Документ
    Одной из актуальнейших задач в области оценки экологического состояния нашего региона является разработка единого комплексного подхода к проблеме качества среды и, в частности, воды, а также критериев оценки этого качества.
  2. Методика и технология создания информационно-аналитических систем мониторинга недропользования

    Автореферат
    Работа выполнена в Государственном научном центре Российской Федерации Всероссийском научно-исследовательском институте геологических, геофизических и геохимических систем (ГНЦ РФ ВНИИгеосистем).
  3. Моделирование как средство познавательной деятельности детей дошкольного возраста

    Документ
    Проблема экологического образования является относительно новой для дошкольной пе­дагогики. Её появление обусловлено рядом социальных причин, вызвавших к жизни целое педагогическое направление,
  4. Эколого-экономический мониторинг нефтяных разработок шельфа на основе математического моделирования соловьева Н. В., Лобковский Л. И

    Документ
    Интенсивная разработка нефти и газа шельфовых районов морей и континентальных склонов требует согласования режимов строительства и эксплуатации нефтегазодобывающих объектов с возможностями природной среды.
  5. Институт мониторинга климатических и экологических систем со ран программа IX сибирского совещания по климато-экологическому мониторингу г. Томск, 3-6 октября 2011 г

    Программа
    9:30 - 10:00 Кабанов Михаил Всеволодович (ИМКЭС) Разработка научных и технологических основ мониторинга и моделирования природно-климатических процессов

Другие похожие документы..