输入:
1:目前生态系统中各个物种的出生率,死亡率。
2:所有食物链构成一个图
3:每个动物每天的平均食量(因为有的动物吃一次就一个月不吃了,比如蟒蛇)
输出:
1:该生态系统中每个物种的均衡解,即该生态系统处于动态平衡时,该物种的平均数量
2:每个物种的入边权值,表示作为其他动物的食物时,每天提供多少;每个物种的出边权值,表示要从其他物种每天摄入食物的平均值。
要求: 模型要具有一定的鲁棒性,因为正常情况下,每个物种数量上的细小波动应该不会引起整个生态系统大的变动。
建模目的
1:可以实时监控目前生态系统中各个物种平均数量是否合理
2:假设目前生态系统各个物种的数量是个平衡解,根据某些已经测得的物种数量,来预估某些不好观测物种的数量,如雪豹。
3:目前各个物种可以引起生态系统大幅度变化的平均数量上界。由此通过一些手段来控制一些物种的数量,去捕杀悬赏和列入保护名单。
4:通过当前的保护和猎捕政策,预估一段时间后,该生态系统中各个物种平均数量,是否为生态系统均衡解。
建模动机
1:每个生态系统中几种大型动物的相对数量基本稳定,如狮子和野牛
2:目前,都有一定的部门监管其所属地区生态系统,而且会根据当前各个物种数量出台一些猎捕和保护政策。但当某物种数量达到什么时进行猎捕或者保护,猎捕多少,不确定,全凭经验。
3:目前外来物种入侵破坏生态系统事件频繁,如亚洲鲤鱼入侵美国,巴西鳄龟入侵中国等。
模型需要的数据可能出现的问题
1:对于大型物种比较准,因为从数据上看,是个小规模问题。对于菌类可能是另外一种情况,从数据上看,是大规模问题。
2:各个物种的当前数量(通过其他方式估计,越准确越好,如动物粪便,行动痕迹等等。)
3:尽可能全地构建主要的食物链,通过图的有向边来构建,节点表示某个物种,这样有向边上都有权值表示一个“食物偏好”。
4:各个物种的出生率和死亡率。可能随季节变化,怎么来处理?
5:猎杀和保护政策对于改物种数量,出生率和死亡率的影响如何量化。国家一级和国家二级以及国家三级从(数量影响,出生率影响,死亡率影响)上看有什么量上的差别?如果以上建模成功,那么我们可以根据各影响因素的重要性来指定政策,改变数量可以通过捕杀和保护,改变出生率和死亡率可以下毒或者减少主要食物供应。并给出捕杀量为多少,下毒量为多少?
6:保持生态系统的物种多样性可以作为其中一个目标函数


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