Wat is een ecosysteemmodel?

Een ecosysteemmodel is een weergave van een ecosysteem dat in wiskundige vorm wordt getoond.Dergelijke modellen worden in theoretische ecologie gebruikt om ecologen te helpen bestaande ecosystemen te bestuderen en te voorspellen wat er zou kunnen gebeuren gezien bepaalde voorwaarden.Een ecosysteem is ongelooflijk complex, dus een ecosysteemmodel moet het systeem in het algemeen vereenvoudigen door zich alleen op specifieke onderdelen te concentreren.

Ecosystemen zijn biologische omgevingen.Ze omvatten alle levende wezens in een bepaald gebied, evenals de fysieke kenmerken van dat gebied die kunnen beïnvloeden of kunnen worden gebruikt door de organismen erin.Dit kunnen dingen zijn als lucht, water of hoeveelheid zonlicht.Het model moet ook rekening houden met de grootte van de omgeving die wordt bestudeerd, omdat dit een effect kan hebben op de organismen erin.

Om een werkbaar wiskundig model te creëren, moet een ecoloog het ecosysteem vereenvoudigen dat hij of zij probeert te bestuderen.Dit kan worden gedaan door zich te concentreren op een beperkt aantal soorten of groepen die bepaalde eigenschappen delen.Deze eigenschappen kunnen gedrags-, biochemisch of fysiek zijn.

Zodra de ecoloog de interessante organismen heeft geïsoleerd, creëert hij of zij een voedselketen voor hen.Een voedselketen is een weergave van roofdier-prey-relaties.Als het interessante dier bijvoorbeeld de coyote is, kan de voedselketen aantonen dat de coyote konijnen eet, die vegetatie op de grond eten.De coyotes, de konijnen en de vegetatie zullen allemaal elementen worden in het ecosysteemmodel.

De elementen in het ecosysteemmodel worden vervolgens aan elkaar gekoppeld met wiskundige functies die hun relaties beschrijven.Nogmaals, de complexiteit van een ecosysteem vormt een probleem voor de ecoloog.Het is moeilijk om te observeren wat het werkelijk beïnvloedt de consumptie van een enkel konijn op de coyote -populatie zal hebben, dus ecologen gebruiken statistieken, observatie en andere methoden om tot een goed opgeleide gok te komen.Wiskundige functies kunnen worden aangepast als echte gebeurtenissen in het ecosysteem bewijzen of weerleggen de nauwkeurigheid van het ecosysteemmodel.

Een klassiek ecosysteemmodel bestudeerd door ecologiestudenten is het Predator-Prey-model dat in het midden van de jaren 1920 is gemaakt.Het werd onafhankelijk gecreëerd door twee wetenschappers in de ruimte van een jaar: de Amerikaanse wiskundige, chemicus en statisticus Alfred J Lotka en Italiaanse wiskundige en natuurkundige Vito Volterra.Hun model gebruikt een paar differentiaalvergelijkingen om roofdieren en prooi weer te geven.Hoewel oorspronkelijk gebruikt om schommelingen in haaien- en vispopulaties in de Adriatische Zee te beschrijven, werkt het model als een algemene beschrijving van de Predator-Prey-relatie.