Тема 6: Матеріальні екологічні моделі

1. Види матеріальних екологічних моделей

2. Сутність фізичного моделювання

3. Сутність біологічного моделювання

4. Сутність комплексного моделювання

5. Особливості аналогового моделювання

Матеріальні моделі

і

й

2.

Фізична модель – у темі 4.

Моделюються об’єкти неживої природи (річки, вітри, опади). Використання в техносфері – технологічні об’єкти, процеси, явища.

3.

Біологічна модель – моделювання живого (організм, вид, популяція, рослина). Це може бути ліс, галявина. Ми вивчаємо вплив того, що нас цікавить. Можна вивчати декілька факторів. Треба мати контрольний екземпляр чи ділянку.

Масштабне біологічне моделювання роблять в теплицях. Розглядаються окремі представники популяції.

Аналогове біологічне моделювання – біологічне чи медико-екологічне моделювання людини. Експерименти на людях – добровольцях (вплив вологості, тиску, вплив факторів на обмін речовин). Але частіше роблять експерименти на тваринах (примати, свині) – на якомусь органі

чи системі органів.

Перші аналогові моделювання були проведені у 1934р. у пробірці. Запустили 2 типи інфузорій – дідініум (хижак) та паралиція (жертва). Було дано воду та корм, але хижак з’їв всіх жертв. Потім кинули шматочки вати, щоб жертви сховались – дідініуми здохли від голоду. Після 2 етапів залишився тільки 1 вид.

У 1973р. проведено інший експеримент – в акваріум добавили речовину, що не дозволяла швидко рухатись хижакам. Система стала більш стабільною: чим більше ємність – тим більше кількість хижаків та жертв, і тим система буде стабільніша. Це дослід Gause.

Huffaker взяв ящик з дірками, в які ставив шарики – зробив на рівному місці рельєф. Запустив туди кліщив 2 типів (хижаків та рослинних).

1 експеримент (40 лунок) – хижаки з’їли рослинних. Потім взяв більший ящик і зробив половину дірок. Закрив паличками та м’ячиками.

2 експеримент (120 лунок). Результат: чим більше жертв – тим більше хижаків. Кількість і тих і тих наближувалась до мінімуму але не до 0.

Хижаки не повинні мати змоги одноразово знищити усіх жертв. Тому він зробив якісь перешкоди в ящику, щоб жертва мала змогу сховатись від хижака, але не на зовсім, бо хижак загине.

4.

В 1991 році в Арізоні, США почався комплексний експеримент «Біосфера -2». У величезному приміщенні розташували представників багатьох рослин, маленькі озера, болота, савана, тропічний вологий ліс. Була створена потрібна вологість, температура. Заселено 3800 пердставників різної флори та фауни. Людство було представлене 4 чоловіками і 4 жінками. Вони мали ферму, будинок, город. Приміщення було герметичне – 2,5 га. Експеримент планувався на 2 роки. Але витримали тільки 6 місяців. Експеримент зупинили. Умови стали несприятливими – масштаб вибраний невірно. Організація системи нижче певного мінімального мінімуму призводить до погіршення якості (Джон фон Нейман).

5.

Аналогове фізичне моделювання побудовано на подібності явищ в різних середовищах. Це дає змогу проводити моделювання фізичних процесів у принципово різних умовах. Для цього треба пошукати те, що має аналогічні властивості до того, що збираємося моделювати: