Hva er en økosystemmodell?

En økosystemmodell er en representasjon av et økosystem vist i matematisk form.Slike modeller brukes i teoretisk økologi for å hjelpe økologer med å studere eksisterende økosystemer og forutsi hva som kan skje gitt visse forhold.Et økosystem er utrolig sammensatt, så en økosystemmodell må generelt forenkle systemet ved å fokusere bare på spesifikke deler.

Økosystemer er biologiske miljøer.De inkluderer alle levende skapninger i et bestemt område så vel som de fysiske egenskapene til det området som kan påvirke eller brukes av organismer i det.Dette kan være slike ting som luft, vann eller sollys.Modellen må også ta hensyn til størrelsen på miljøet som studeres, siden dette kan ha innvirkning på organismer i det.

For å lage en brukbar matematisk modell, må en økolog forenkle økosystemet han eller hun prøver å studere.Dette kan gjøres ved å fokusere på et begrenset antall arter eller grupper som deler visse egenskaper.Disse egenskapene kan være atferdsmessige, biokjemiske eller fysiske.

Når økologen har isolert organismer av interesse, lager han eller hun en næringskjede for dem.En næringskjede er en representasjon av rovdyr-byttelrelasjoner.For eksempel, hvis dyret av interesse er coyoten, kan næringskjeden vise at coyoten spiser kaniner, som spiser vegetasjon på bakkenivå.Coyotes, kaninene og vegetasjonen vil alle bli elementer i økosystemmodellen.

Elementene i økosystemmodellen kobles deretter sammen ved bruk av matematiske funksjoner som beskriver forholdene deres.Igjen presenterer kompleksiteten i et økosystem et problem for økologen.Det er vanskelig å observere hvilken faktisk påvirkning forbruket av en enkelt kanin vil ha på coyote -befolkningen, så økologer bruker statistikk, observasjon og andre metoder for å komme frem til en utdannet gjetning.Matematiske funksjoner kan justeres ettersom virkelige hendelser i økosystemet beviser eller motbeviser nøyaktigheten av økosystemmodellen.

En klassisk økosystemmodell studert av økologistudenter er rovdyr-byttemodellen laget på midten av 1920-tallet.Det ble opprettet uavhengig av to forskere i løpet av ett år: USAs matematiker, kjemiker og statistiker Alfred J Lotka og italiensk matematiker og fysiker Vito Volterra.Modellen deres bruker et par differensialligninger for å representere rovdyr og byttedyr.Selv om modellen opprinnelig ble brukt til å beskrive svingninger i hai- og fiskebestander i Adriaterhavet, fungerer modellen som en generell beskrivelse av rovdyr-byttedyrets forhold.