多重约束下的动物群落发展模型 前沿论文.doc

多重约束下的动物群落发展模型 顾闻阳，丁根宏，郑强 （河海大学理学院，南京 211100） 5 摘要：本文分别用差分模型、改进的 leslie 人口模型、计算机模拟法对多重约束下的动物 群落发展模型进行构建，搜集数据并进行模型仿真。并运用 MATLAB 软件，圆满地回答了有 关动物群落稳定发展的若干问题，并以数据和图形联合显示结果。最后还将模型进行了分析 与比较，并推广，具有广泛的实用价值。 关键词：应用数学；建模；多重约束；动物群落；差分；leslie 模型；计算机模拟 10 The Development Model of Animal Communities under Multiple Constraints GU Wenyang, DING Genhong, ZHENG Qiang (Science Institute of Hohai University, NanJing 211100) 15 Abstract: We use the differential model, improved leslie population model and computer simulation to build the development model of animal communities under multiple constraints with collection of data and the model simulation. And using MATLAB software to answer some questions about the stable development of animal communities satisfactorily, and the joint display of data and graphical results. Finally, the model will also be a promotion, a wide range of practical 20 value. Keywords:Applied Mathematics; Modeling; multiple constraints; animal communities; difference; leslie model; computer simulation 0 引言 25 前人对群落的研究已有很长时间，这其中包括人类群落，也包括动植物群落。群落的属 性不同，研究的方法不同，所得的结果自然也不同。但无论结果如何，对我们人类自身的发 展以及其它物种而言，都具有很强的指导意义。本文的主题已被人研究过，但我们在前人的 研究基础上，引入了很多改进，并运用先进的计算机操作，得出了不一样的结果，由于约束 很强，结论与实际情况较为符合。在结果的表达的表达方面，我们采用计算机模拟生成的图 30 像进行辅助，结果更加直观和易于理解，对方法和结果的推广方面也产生了积极的作用。本 次进一步研究的意义还在于我们将不同的模型进行分析与比较并对结论进行了扩展，使其适 用面更广。我们相信我们的工作会产生积极的影响并给后人以启迪。 1 建立模型的初始条件 要对未来某段时间的动物群落进行预测，首先，需要获得往年的相关数据并在此基础上 35 进行分析。数据的查询工作可以利用网络、图书馆资源等。考虑到不同动物在这一问题上具 有一定的相似性，我们仅以大象物种为例。以下是某公园某一段时间内每年人工移走的大象 统计（此公园中大象稳定在 11000 头左右，），我们将以此为原始数据，从而对未来某段时 间内的大象群落进行预测，如表 1 所示。 作者简介：顾闻阳，（1989-），男，学生，主要研究方向：应用物理 通信联系人：丁根宏，（1962-），男，副教授，主要研究方向：最优化方法，图论及其应用，算法设计及 进化算法计算，水资源系统规划. E-mail: 1063346725@ 表 1：大象的年龄和性别统计表 前一年的情况 前两年的情况 年龄 大象 头数 母象 头数 年龄 大象 头数 母象 头数 年龄 大象 头数 母象 头数 年龄 大象 头数 母象 头数 1 0 0 31 3 0 1 0 0 31 13 7 2 0 0 32 5 2 2 20 10 32 16 12 3 0 0 33 8 5 3 21 12 33 13 6 4 3 2 34 12 3 4 13 3 34 10 6 5 4 1 35 10 4 5 12 5 35 10 0 6 7 2 36 3 1 6 13 4 36 12 8 7 20 10 37 7 3 7 22 4 37 16 5 8 9 2 38 14 2 8 14