002队伍建模论文 荒漠动植物

参赛队号# 002 广东医学院(东莞校区)第二届数学建模大赛 承诺书 我们仔细阅读了广东医学院(东莞校区)第二届数学建模大赛的竞赛规则。 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们接受相应处理结果。 我们允许广东医学院数学建模协会和数学教研室公布,以供网友之间学习交流,广东医学院数学建模协会和数学教研室以非商业目的的论文交流不需要提前取得我们的同意。 我们的参赛队号为: 参赛队员(签名) : 队员1(队长): 队员2: 队员3: 参赛队指导老师(签名): 参赛队伍管理员(签名): 1 广东医学院(东莞校区)第二届数学建模大赛 编号专用页 参赛队伍的参赛队号:(请各个参赛队提前填写好): 竞赛统一编号(由广医数模协会送至数学教研室前编号):竞赛评阅编号(由数学教研室评阅前进行编号): 广东医学院(东莞校区)第二届数学建模大赛 题目关于荒漠区动植物关系的研究 关键词折线图多元回归分析相关性分析稳定性 摘要: 环境与发展是当今世界所普遍关注的重大问题,,而干旱区当前面临的重大环境问题的解决,以及未来防患于未然的科学决策均具有极其重要的现实意义。 针对问题一,我们首先对附件一中的数据进行正确的分析处理,使之统一化,即将草本和灌木的生命量归纳为植物生命量,使三趾跳鼠、子午沙鼠、小毛足鼠的百夹捕获率归纳为啮齿动物生命量,把重复项作为因子,利用折线图不同干扰下未来生物量的趋势,得出的结论是:不论是自然干扰还是人为干扰,对于植物生物量的变化趋势影响并不是很大,只能在变化量的大小上做出影响;在自然干扰下,过牧区中啮齿生物生物量呈增涨趋势,而在过牧区中,啮齿生物生物量呈下降的趋势。接着运用绘制的生物量折线图反应植物生物量与啮齿生物生物量之间的联系性,并建立相关性分析模型对它进行验证,最终揭示出的关系为:啮齿动物生物量在轮牧的干扰条件下并不能很好的影响植物的生物量,反之,植物的生物量也不能明显影响啮齿动物生物量,但是在啮齿动物和植物的百分比组成上极其相识,两者相互制约,决定了各自群落的稳定。 针对问题二,采用spearman相关性分析和多元线性回归方法来研究物种间关联性(包括啮齿动物之间的种间关系和啮齿动物与植物之间的关系)、自然干扰(如月份差异)以及人为干扰(放牧频率)这些方面对不同干扰下啮齿动物群落的影响。 参赛队号: 所选题目:题参赛审批人 (由数模协会填写) 一、问题重述 (一)问题资料 环境与发展是当今世界所普遍关注的重大问题,随着全球与区域经济的迅猛发展,人类也正以前所未有的规模和强度影响着环境、改变着环境,使全球的生命支持系统受到了严重创伤,出现了全球变暖、生物多样性消失、环境污染等全球性的环境问题,并已经严重影响到了全球人类社会的发展。在探讨环境与发展问题的过程中,人们越来越认识到了现代社会发展过程中自然——社会——经济复合生态系统的复杂性,以及生态学理论在解决这些问题中的重要性。 干旱区是全球生态系统中的重要类型之一,也是目前全球开发较晚的区域之一,因此,积极开展干旱区的生态学理论与实践研究,对于干旱区当前面临的重大环境问题的解决,以及未来防患于未然的科学决策均具有极其重要的现实意义。作为我国三大自然区域之一的西北干旱区,由于其大规模、高强度的开发历史较短,因此,与其它区域相比较而言,其境内蕴藏了丰富的待开发自然资源,也奠定了其在我国未来经济建设中的举足轻重的战略地位,并担负着重要的历史使命,西部大开发战略的实施即是最显著的证明。因此,积极开展和深化干旱区的生态学研究,对于该区域的经济发展与生态环境保护具有深远的理论意义与实践价值。 生态研究与资源利用是分不开的,荒漠区是我国典型的温带荒漠和干旱脆弱生态系统, 生态环境条件十分严酷,动物的可利用资源在数量和质量上与湿润区、半干旱区存在差异,啮齿动物的分布具有明显的区域性特征。由于近年来人为干扰不断加重,使得该地区的荒漠化日益严重。依赖于植物生存的动物种群和群落格局随之受到了明显影响。 啮齿动物群落是荒漠生态系统食物链上必不可少的消费者,对荒漠的利用与保护有至关重要作用。许多物种群体与人的干扰具有密切关系,干扰的一个突出作用是导致生态系统中各类资源的改变和生态系统结构的重组,导致异质性环境的形成。有关不同干扰方式下,栖息地破碎化过程中研究群落的变化特征是当前景观生态学和群落生态学研究的前沿。 问题一:根据附件一提供的数据,建立数学模型,分析荒漠区不同干扰下植物地上生物量、啮齿动物生物量的变化趋势,并揭示不同干扰下植物生物量与啮齿动物生物量之间的变化关系。 问题二:建立模型对于附件一中给出的地区,进行啮齿动物群落稳定性的研究,揭示干扰对于啮齿动物群落的影响机制,并且给当地政府写一封信,陈述你的观点和主张。 二、问题分析 (一)对问题一的分析 为了分析荒漠区不同干扰下植物地上生物量、啮齿动物生物量的变化趋势,我们利用附件一的数据,用excel作折线图以此来反映生物量的变化趋势,得出一些定性的特点,在定性的特点上再建立回归分析模型来分析啮齿动物和植物变化量之间的相关性,从而揭示不同干扰下植物生物量与啮齿动物生物量之间的变化关系。 (二)对问题二的分析 为了了解不同干扰对荒漠区啮齿动物群落稳定性的影响,我们从物种间关联性(包括啮齿动物之间的种间关系和啮齿动物与植物之间的关系)、自然干扰(如月份差异) 以及人为干扰(放牧频率)这些方面对不同干扰下啮齿动物群落进行了分析。 三、模型假设 1、假设附件一中提供的数据都是真实可靠的 2、一切在封闭的系统中,不考虑动物的迁入迁出 3、所有啮齿动物均是正常个体 4、除了自然干扰和人为干扰情况,排除其他任何干扰量 5、假设同一指标下的所有数据都符合正态分布 四、符号说明 符号符号意义 X 动物总生物量 Y 植物总生物量 五、模型的建立与求解 (一)问题一的模型建立与求解 首先对问题一采用了Excel 分析了附件一中的原始数据,并使用折线图来描述植物和啮齿动物的生物量变化趋势。然后对植物生物量和啮齿动物生物量用 Excel 进行初步统计后,再使用 SPSS 软件进行一元线性回归分析。 图1.1 0.000 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 160.000 180.000 22 七月过牧 草本 灌木