Modelarea Proceselor Ecologice

Introducere

Conceptul de model în ecologie, fără a fi astfel denumit, a fost utilizat încă de la începutul sec. XX. În 1900, Emil Racoviţă ste primul savant care “asemuieşte” banchiza polară cu o păşune plutitoare şi descrie prima dată un lanţ trofic complet de la diatomee la foci, pinguini, balene, în lucrarea “La vie des animaux et des plantes dans l' Antarthique”. Ulterior, ecologul american Victor Ernst Shlelford, în 1913, utilizează modele similare dar în ecosisteme terestre complexe în monografia “Animal communities in Temperate America”iar între 1920-1927, conceptul este folosit de Charles Sutherland Elton.

În a doua jumătate a sec. XX, conceptul de modelare a proceselor ecologice ia amploare. În domeniu se disting: Watt,1963; P. şi H.T.Odum, 1971; Fedorov şi Ghilmanov, 1980, Jorgensen,1988, Allaky, 1994 . Fiecare din aceşti cercetători dau definiţii proprii conceptului de model.

Ed. Nicolau (1977) defineşte modelul astfel: “în general, un model M al unui sistem S este un alt sistem S' care din anumite puncte de vedere este echivalent cu S (S'~S) şi care poate fi studiat mai uşor decît S. Din determinarea pe S' a unor relaţii se deduc relaţii corespunzătoare pentru S “

Tipuri de modele în ecologie

Aşadar, modalitatea concretă de caracterizare a ecosistemelor naturale este modelarea, aceasta reprezentînd esenţa analizei sistemice aplicate în ecologie

După E.P.Odum (1971) , modelele şi modelările se pot clasifica în conformitate cu următoarea schemă:

Modelarea şi simularea ecosistemelor este un process complex de reprezentare a organizării şi funcţionării a ecosistemelor în scopul înţelegerii creşterii şi evoluţiei acestora.

Modelarea şi simularea sunt instrumentele de conectare a ideilor, ce constituie formularea abstractă a interacţiunii factorilor biotici şi abiotici în procesele specifice ecosistemelor cu realitatea reprezentată de ecosisteme.

Obiectivele modelarii si simularii ecosistemelor sunt:

• înţelegerea completă şi a funcţionării ecosistemelor

• controlul riguros cantitativ al creşterii şi evoluţiei spaţio-temporale a ecosistemelor.

MODELAREA are ca obiectiv specific reprezentarea sintetică a organizării şi funcţionării ecosistemelor (sub forma grafică şi cantitativă).

SIMULAREA dă “viaţă” modelelor în scopul controlului cantitativ al creşterii şi evoluţiei ecosistemelor (prin intermediul ecuaţiilor şi sistemelor de ecuaţii asociate proceselor cercetate).

Strategie de modelare a ecosistemelor

Modelarea ecosistemelor se bazează pe o analiză detaliată a acestora cu două obiective principale:

• stabilirea factorilor biotici şi abiotici ai ecosistemului cercetat;

• identificarea interacţiunilor dintre factorii biotici şi abiotici în ambianţa proceselor ecosistemului.

• Modelul calitativ (conceptual) al ecosistemului, realizat de regulă sub forma unor diagrame în care sunt figurate prin simboluri componentele ecosistemului şi prin linii legăturile dintre ele.

• Modelul cantitativ realizat prin completarea diagramelor cu numere,de acelaşi tip sau de tipuri diferite.

În etapă finală este utilizat modelul cantitativ calibrat pe datele experimentale obţinute în programul de monitorizare al ecosistemului, pentru simularea evoluţiei spaţio-temporale a ecosistemului în două situaţii distincte:

• evoluţia ecosistemului în condiţiile naturale, în lipsa unui stress extern care să modifice condiţiile în care s-a elaborat şi calibrat modelul cantitativ;

• evoluţia spaţio-temporală a ecosistemului în condiţii de stress natural sau antropic, stress care modifică parametrii energetici şi materiali ai acestuia.