V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Проведенный анализ показал, что основными целями математического моделирования в экологии являются [1, 2]:

• формирование понятийного аппарата исследования;

• выделение или объединение разрозненных свойств большого числа наблюдений;

• Выявление образ идеального (оптимального) объекта;

При построении моделей учитываются следующие специфические особенности биологических систем:

• Незамкнутость экологических систем;

• Зависимость условий жизнедеятельности организмов от факторов среды;

• Сложность внутреннего строения каждой особи.

В связи с перечисленными особенностями моделирование экологических систем нами обоснованы следующие направления построения моделей:

• Моделирование водных экосистем;

• Моделирование продукционного процесса растений;

• Моделирование лесных сообществ;

• Моделирование загрязнений атмосферы и поверхности земли промышленными отбросами;

Рисунок 1 – Решение уравнений модели «Хищник-жертва»

В качестве примеров известных экологических моделей обычно рассматривают следующие:

1. катастрофические последствия ядерной войны - «Ядерная зима»

2. последствия парникового эффекта, таяния ледников - «Глобальное потепление»;

3. Модель Вольтера динамики численности популяции «Хищник-жертва» (рис.1).

Кроме того, в моделировании экологических систем и процессов можно выделить следующие перспективные направления:

1. Моделирование экологического взаимодействия природных организмов друг с другом и с окружающей средой;

2. Экономико-математическое моделирование, связанное с состоянием окружающей среды и ее охраной.

Основной проблемой эколого-экономического моделирования является противоположная направленность критериев, соответствующих экологическому и экономическому блокам, что обуславливает дополнительную сложность построения моделей и их оптимизацию.

Рисунок 2 – Блок-схема модели продуктивности сельскохозяйственных культур

Ядром экологических моделей в области сельскохозяйственного производства являются модели продуктивности возделываемых культур (рис.2). Основная проблема построения таких моделей – необходимость учета резко меняющихся внешних природно-климатических условий, что требует применения современных методов нелинейного моделирования. Разработка таких авторских моделей будет составлять направление дальнейших исследований.

Литература.

1. Энциклопедия информатики / под. Ред. И.Г. Семакина. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – 400 с.

2. Моделирование взаимодействия экологических факторов / Гуламов М.И. и др. Москва-Тверь: ТГСХА, 2003. – 192 с.

Код для цитирования: Скопировать