Utilizarea modelelor ca instrumente analitice
Desi ecologia populatiei este una dintre cele mai formaliste domenii ale ecologiei, ceea ce implica utilizarea frecventa a modelelor, trebuie sa amintim ca modelul este numai un instrument de lucru si realizarea acestuia nu trebuie considerata ca un element indispensabil sau un u 14314t1922o ltim tel al studiului ecologic.
Baza realizarii si utilizarii modelului o constituie doua proceduri care leaga modelul de realitate. Acestea sunt: abstractizarea si interpretarea. Evident procesul de abstractizare presupune mai multe etape de studiu, care vor identifica elementele esentiale ce vor fi considerate, precum si valorile relative sau absolute ce vor constitui limitele intervalelor pentru valorile determinante. Spre exemplu, se pot considera valori ale abundentei numerice mai mari de 10%, sau abundente exprimate īn biomasa mai mari de 5%, fara īnsa a se omite faptul ca unele grupari de populatii sau clase vārsta pot avea o importanta diferita īn activitatea populatiei.
Abstractizarea presupune generalizarea, adica luarea īn considerare a componentelor celor mai importante ale sistemului real si ignorarea elementelor considerate de mica importanta. Gradul de importanta este evaluat pornind de la efectul relativ al componentelor sistemului īn dinamica lor. Spre exemplu, daca rata parazitismului īntr-o anumita populatie este mai mica de 5%, atunci parazitii si efectul parazitismului asupra populatiei este nesemnificativ, atunci parazitii pot fi exclusi din alcatuirea modelului ce descrie dinamica populatiei.
Interpretarea presupune posibilitatea ca elementele componente ale modelului, cum sunt diversi parametri si variabile, precum si comportamentul modelului pot fi puse īn relatie cu componentele, caracteristicile si modul de comportare a sistemului real. Acest fapt poate fi considerat evident pentru ca daca parametrii modelului nu pot fi interpretati, atunci ei nu pot fi masurati īn sistemul real.
De obicei, majoritatea ecologilor nu sunt capabili sa realizeze obiectiv procesul de abstractizare īn realizarea modelelor, mai ales pentru ca au tendinta de a īncerca sa īncorporeze īn model toate detaliile. Poate īn aceeasi masura, matematicienii nu exceleaza īn interpretarea modelelor, considerānd ca modelele sunt perfecte si sistemul real este cel care functioneaza īntr-un mod "neasteptat". Cu toate acestea atāt abstractizarea cāt si interpretarea sunt necesare īn egala masura pentru realizarea cu succes a modelarii. De aceea, colaborarea strānsa dintre ecologi si matematicieni este necesara si extrem de importanta īn elaborarea modelului si validarea acestuia.
Strategia modelarii impune respectarea cātorva principii de baza, dintre care cele mai importante sunt urmatoarele:
alegerea nivelului optim de complexitate;
planificarea dezvoltarii modelului pe o perioada de timp nu mai mare de un an;
eliminarea tentatiei de a īncorpora toate informatiile disponibile īn model;
urmarirea unor obiective specifice, fara a se īncerca constructia unui model universal valabil;
īncorporarea pe cāt posibil īn model a unor alte modele deja existente.
Principalele categorii de modele utilizabile īn studiul ecologic sunt categoria modelelor mentale sau idealizate īn acre sunt cuprinse modelele logice (calitative) si cele matematice (cantitative) si categoria modelelor materiale (similare sau analogice).
Modelele logice sunt utilizate pentru reprezentarea organizarii sau evolutiei unor sisteme biologice, cu diferite grade de complexitate, de la reprezentari sub forma unor diagrame simple, pāna la utilizarea unor relatii care utilizeaza operatori specifici algebrei booleene.
Modelele matematice sunt cele mai utilizate īn ecologia moderna, īn diferite variante, īn functie de complexitatea procesului studiat. De obicei se porneste de la realizarea unor modele partiale care caracterizeaza evolutia unui sistem biologic, utilizānd īn special asa-numitele modele matematice duale care au ca elemente principale factorul fundamental care determina un anumit eveniment ecologic si sistemul biologic studiat.
Aceste modele matematice duale reprezinta simplificari destul de accentuate ale realitatii si de aceea port fi utilizate eficient numai īn cazurile īn care, dintre toti factorii care ar putea influenta un proces ecologic (de exemplu: modificarea efectivului unei populatii naturale), unul singur este cu adevarat determinant pentru modificarea survenita. Utilizānd aceste modele matematice duale, se pot construi modele matematice mai complicate.
Modelele similare sunt utile īn cazurile īn care comportamentul sistemului biologic analizat nu este cunoscut, relativ la variatia unor factori mediali determinata de activitatea umana.
Modelele analogice sunt utilizate mai ales īn scop didactic si demonstrativ deoarece permit reprezentarea fiecarui proces cu un corespondent material al modelului, fapt ce faciliteaza observarea īn etape a unor procese ecologice, īn realitate destul de complexe. Un exemplu de model analogic utilizat frecvent este lotul statistic de piese de culori diferite care permit simularea de cupluri īntāmplatoare de elemente. Avantajul utilizarii unui astfel de model consta īn posibilitatea cuplarii aleatorii a elementelor, deci modelarea īntāmplarii, ceea ce conduce la rezultate diferite si mentine astfel un interes continuu al celui ce experimenteaza.
Modelarea analogica Wisarcot reda cazul reglajului corelat al efectivelor unei populatii pasnice si al unei populatii rapitoare specifice. Se realizeaza o reprezentare grafica a variatiilor periodice a celor doua populatii care are urmatoarele caracteristici:
populatia prada are o valoare maxima a efectivului superioara numeric efectivului populatiei pradatoare (rapitoare) datorita unei rate mai mari a natalitatii;
valoarea maxima a efectivului populatiei pradatoare este atinsa mai tārziu decāt momentul īn care se īnregistreaza efectivul maxim al populatiei prada.
Modelarea analogica Ramcot permite studiul evolutiei structurii genetice a unei populatii ce este supusa presiunii unor factori mediali care actioneaza selectiv. Acest tip de modelare permite, de exemplu, īnregistrarea evolutiei temporale a raportului dintre formele normale si variantele ce pot apare īn evolutia unor populatii care traiesc īn conditii de mediu nu tocmai optime, cu sunt cele din arealele cu poluare accentuata.
Alegerea strategiilor de modelare a proceselor ecologice este dependenta de complexitatea fenomenelor studiate precum si de alegerea adecvata a modelelor. Din acest punct de vedere, sunt mai frecvent utilizate trei strategii de modelare.
Strategia de teren este specifica activitatii de cercetare ecologica expeditionara si este una din cele mai simple. Aceasta presupune ca plecānd de la datele rezultate īn urma cercetarii esantioanelor prelevate pe teren si a altor informatii credibile, se formuleaza unele concluzii referitoare la procesele ecologice si pornind de la acestea, se construiesc modele logice ce vor fi mai apoi utilizate la elaborarea modeleelor matematice de diferite grade de complexitate.
Strategia experimentala se alege atunci cānd procesele ecologice se studiaza īn conditii de laborator, utilizāndu-se diferite tipuri de experimente pe loturi de indivizi capturati din populatiile naturale. Se pot deosebi doua faze ale acestei strategii:
faza care cuprinde activitati legate de acumularea de date si informatii printr-o strategie de teren;
faza ce consta īn realizarea experimentelor de laborator, realizarea modelelor logice si a modelarii matematice.
Strategia analogica se poate adopta atunci cānd se intentioneaza utilizarea modelelor analogice īn studiul sistemelor biologice si presupune doua etape:
o etapa caracteristica strategiei de teren prin care se obtin date si informatii necesare simularii eficiente;
etapa care este de fapt un experiment analogic ce presupune realizarea simularilor ce ofera informatii asupra comportamentului sistemului cercetat, construirea modelelor matematice ce vor descrie comportamentul sistemului īn diferite conditii (naturale sau modificate).
|
