Введення - Комп'ютерне моделювання в екології
Екологія - одне зі слів, що з'явилися порівняно недавно в усіх на вустах і на сторінках газет і журналів. Ще в 60-х роках XX століття ніхто, крім вузьких фахівців, його не знав, та й більшість із тих, хто знав, використовував у такому змісті, що навряд чи здатний зацікавити широку громадськість. А тим часом, терміну більше 120 років.
Математичне моделювання в екології використовується практично з моменту виникнення цієї науки. І, хоча поводження організмів у живій природі набагато сутужніше адекватно описати засобами математики, чим самі складні фізичні процеси, моделі допомагають установити деякі закономірності й загальні тенденції розвитку окремих популяцій, а також співтовариств. Здається дивним, що люди, що займаються живою природою відтворять її в штучній математичній формі, але є вагомі причини, які стимулюють ці заняття. От деякі мети створення математичних моделей в екології:
- - Моделі допомагають виділити суть або об'єднати й виразити за допомогою декількох параметрів важливі розрізнені властивості великої кількості унікальних спостережень, що полегшує екологові аналіз розглянутого процесу або проблеми. - Моделі виступають у якості "загальної мови", за допомогою якого може бути описане кожне унікальне явище, і відносні властивості таких явищ стають більше зрозумілими. - Модель може служити зразком "ідеального об'єкта" або ідеалізованого поводження, при порівнянні з яким можна оцінювати й вимірювати реальні об'єкти й процеси. - Моделі дійсно можуть пролити світло на реальний мир, недосконалими імітаціями якого вони є.
Ціль даної роботи - познайомитися з деякими методами комп'ютерного моделювання в екології й довести важливість комп'ютерів у моделюванні екологічних процесів.
Однак математичне (комп'ютерне) моделювання в екології - досить велика область дослідження й на вибір об'єктів моделювання, і по наборі методів, і по спектрі розв'язуваних завдань. Тому досить важко охопити відразу всі аспекти моделювання. Увага в даній роботі звернено на два класи методів: моделювання за допомогою диференціальних рівнянь і методи, що грунтуються на екстремальних принципах біології. Якщо приклади варіаційних моделей ставляться до досить широкого кола рослинних і тваринних співтовариств, то для підходів, заснованих на диференціальних рівняннях, у виді просторості матеріалу увага сконцентрована на моделюванні співтовариств мікроорганізмів.
Моделі кожного з методів, безумовно, мають свої достоїнства й недоліками. Так, диференціальні або різницеві рівняння дозволяють описувати динаміку процесів у режимі реального часу, тоді як варіаційні методи, як правило, пророкують лише кінцевий стаціонарний стан співтовариства. Але на шляху імітацій за допомогою рівнянь виникають труднощі як принципового, так і технічного характеру. Принципові труднощі полягають у тому, що не існує систематичних правил висновку самих рівнянь. Процедури їхнього складання грунтуються на напівемпіричних закономірностях, правдоподібних міркуваннях, аналогіях і мистецтві модельєра. Технічні труднощі пов'язані з високою розмірністю завдань по моделюванню співтовариств. Для істотно многовидовых співтовариств, що споживають численні ресурси, потрібен підбор сотень коефіцієнтів і аналіз систем з десятків рівнянь.
Похожие статьи
-
Комп'ютерне моделювання в екології - Комп'ютерне моделювання в екології
1. Приклади рівнянь. У розділі про моделювання за допомогою диференціальних рівнянь у першу чергу розглядаються моделі фітопланктонних і мікробіологічних...
-
Висновок - Комп'ютерне моделювання в екології
Таким чином, ситуація співіснування видів можлива тільки, коли крапка ( ) лежить у секторі II. На площині область значень L 1 і L 2 , при яких види...
-
Сучасні напрямки в екології - Проблеми охорони навколишнього середовища й розвиток транспорту
Одним з основних напрямів сучасної екології стало використання математичного моделювання. Визначення: Моделювання - дослідження явищ, процесів або систем...
-
Виконаємо моделювання системи, використовуючи Mathcad. Математично це розбиття запишемо таким чином Рисунок 3.1 Щільність викидів від автотранспорту...
-
Вплив забруднюючих речовин на стан довкілля прямо залежить від їх фізичних і хімічних властивостей та властивостей продуктів їх розпаду, а також...
-
При роботі трьох підприємств (№3, №27, №29) в атмосферне повітря викидається такі речовини, як: діоксид азоту (NO2) та оксид азоту (NO). Для розрахунку...
-
Атмосфера: її склад, роль та функції Атмосфера - газова оболонка Землі, формування якої відбувалось в результаті геологічної еволюції і безперервної...
-
Вступ - Екосистема як об'єкт моделювання та прогнозування
Атмосферне повітря, без сумніву, є однією з основних умов існування життя на Землі, її невід'ємною складовою. Існування живих організмів неможливе без...
-
Предметом промислової Екології є те, як знизити забруднення середовища в процесі виробництва. Причому це не обов'язково забруднення речовинами, в тому...
-
Актуальні проблеми сучасної екології
Актуальні проблеми сучасної екології Термін "екологія" виник у рамках біології. Його автором був Э. Геккель (1866 р.). Екологія спочатку розглядалася як...
-
Введення - Проблеми охорони навколишнього середовища й розвиток транспорту
Населення Землі збільшується на 80 млн. чоловік щорічно. До 2003 року воно досягло більше 6 млрд. чоловік. Для цього величезної кількості людей потрібно...
-
Висновки - Екосистема як об'єкт моделювання та прогнозування
В курсовому проекті ми провели моделювання та прогнозування розсіювання забруднюючих речовин від викидів стаціонарних джерел. Було охарактеризовано вплив...
-
Література - Основи загальної екології
Екосистема природокористування біотичний кругообіг 1. Шимова, О. С. Основи екології та економіка природокористування: Підручник / О. С. Шимова, Н. К....
-
Склад і структура екологічної системи. Екологічна піраміда - Основи загальної екології
Екологічна система - основна функціональна одиниця екології, що включає в себе живі організми (біоценоз) і середовище проживання (екотопів), причому...
-
Поняття, завдання та об'єкти екології - Основи екології
Сьогодні, коли на всій планеті під впливом людини відбулися помітні зміни як живої, так і неживої природи, дедалі більшого значення набу-ває гармонійна...
-
Промислова екологія - це наука про сукупність складних систем, які включають в себе підприємства промисловості, а також інші господарські об'єкти і всі,...
-
Запропонована курсова робота присвячена дослідженню забруднення атмосферного повітря автотранспортом за допомогою математичного моделювання....
-
Розрахунок концентрації забруднюючих речовин в атмосфері без врахування впливу забудови здійснюється за методикою ОНД-86 для точкових джерел і...
-
Розрахунок забруднення атмосферного повітря викидами одинарного джерела проводиться згідно вимог нормативного документу ОНД-86 "Методика расчета...
-
Вплив екології на здоровя людини - Вплив екології на здоровя людини
Екологічні аспекти того чи іншого захворювання залежать від його причин, які ділять на декілька категорій: 1. Безпосередньою причиною порушення...
-
Як показало моделювання, досліджувана екосистема (атмосферне повітря) знаходиться в гарному стані. Викиди від підприємств 3, 27, 29 та їхні сумарні...
-
Риси сучасного гірничого виробництва з боку екології - Екологія України
Недостатня повнота видобування перероблюваної сировини і комплексність використання мінерально-сировинних ресурсів на усіх стадіях освоєння надр. За...
-
Введення, Характеристика стихійних лих або природних небезпек - Стихійні лиха
Стихійні лиха - це різні явища природи, що викликають раптові порушення нормальної життєдіяльності населення, а також руйнування й знищення матеріальних...
-
Ріст міст, бурхливий розвиток промисловості, інтенсифікація сільського господарства, значне розширення площ зрошуваних земель, поліпшення...
-
Введення - Проблеми радіаційного забруднення
Однієї з найважливіших проблем екології, проблемі радіаційного забруднення присвячена моя робота. Ця проблема стала особливо актуальна в поточному 2001...
-
Введення: сутність і значення водних ресурсів - Водні ресурси і їх використання
Вода є найціннішим природним ресурсом. Вона відіграє виняткову роль у процесах обміну речовин, що становлять основу життя. Величезне значення вода має в...
-
Введення, Поняття й функції екологічної сертифікації - Понятие и функции экологической сертификации
Природа - джерело життя, матеріального й духовного благополуччя. Стосовно людини вона виконує ряд функцій, пов'язаних із задоволенням, його потреб:...
-
Причини та наслідки забруднення грунту - Сучасні проблеми екології
Грунт -- основний компонент наземних екосистем, що утворився протягом геологічних епох в результаті постійної взаємодії біотичних і абіотичних факторів....
-
Причини та наслідки забруднення атмосфери - Сучасні проблеми екології
Основними і найбільш дійовими методами боротьби з забрудненнями атмосфери е економічні. В багатьох розвинених країнах діє продумана система...
-
Пошуки шляхів виходу з екологічної кризи - Основи екології
Незважаючи на появу уявлень про єдність Природи і Людини, їх взаємообумовленості, ці два світи в свідомості вчених XIX ст. ще не були взаємопов'язаними....
-
Головні завдання екології: Встановлення закономірнос-тей взаємозв'язків між організмами, їхніми угрупованнями та умо-вами довкілля; Дослідження структури...
-
Для прогнозу математичної моделі, рівняння якої найкраще описує процеси, що відбуваються в системі та прогнозування за якою буде найбільш вдалим,...
-
Література - Екосистема як об'єкт моделювання та прогнозування
1. Никитин Д. П., Новиков Ю. В. Окружающая среда и человек. - М.: Высшая школа, 1987. - 320 с. 2. Калверта С. Г., Инглунд Г. М. Защита атмосферы от...
-
Взаємодія людини з природою - одна з найбільш складних і важко вирішуваних проблем сучасності. Сьогодні стало очевидним, що завдання збереження...
-
Гідросфера - водна оболонка Землі, що включає океани, моря, ріки, озера, підземні води й льодовики, сніговий покрив, а також водяні пари в атмосфері....
-
Статистичні дані про кількість викидів від автотранспорту та частоту захворювань органів дихання за кожним районом Вінницької області наведено в [7, 8]....
-
Протягом усього часу свого існування людина була нерозривно пов'язана з природою. Але з моменту виникнення високо індустріального суспільства ми все...
-
Але в сучасному світі неможливо зберегти сталий склад атмосфери, а отже і хімічний склад повітря. Повітряна оболонка містить в собі значну кількість...
-
Вихідними значеннями для прогнозування концентрацій забруднюючих речовин в атмосферному повітрі є дані спостережень за один місяць наведені в таблиці...
-
Розрахунок концентрації забруднюючих речовин в атмосфері без врахування впливу забудови здійснюється за допомогою програми ОНД-86 для точкових джерел....
Введення - Комп'ютерне моделювання в екології