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ABM Lab 生物仿真模型

     ----用于模拟水生生物个体/种群对环境条件的反射行为特征

    随着计算机性能的提高和数值模拟技术的不断发展,流体力学和传输扩散方程的数值求解已经成为水生态数值模拟的标准解决方案。可是在当下水生态领域的很多研究当中,良好而准确的水动力条件虽然是水生态研究中必要的载体和平台,但已经不是关注的重点。在传统的生物学模型研究中,通常会选择水动力模型作为出发点,然后针对某一现象进行研究,并试图找到该现象的一种数学描述。传统的水生态动力学模型(例如富营养化模型)通常是与水动力模型和对流扩散模型进行耦合计算,并通过同步提取水动力模型的流速水深和对流扩散模型的各种物质组分等计算结果来同时计算不同生物种群之间的交互。由于大多数低位营养级的生物(例如浮游生物)在时空分布上存在较好的规律性,这种模拟方法在对很多低位营养级生物的研究中都取得了较为满意的结果,然而在描述高位营养级的生物时由于无法对生物自主行为进行定义,模拟效果无法令人满意。


    为此在不同的生态动力学研究中逐渐发展出了一些智能生物体的模拟方法,用于模拟自然界的空间异质性和许多生物过程如繁殖、捕食的非连续性等。其中,在过去的十多年中发展迅速,ABM 模型被认为是目前研究生态系统中智能生物个体/种群属性变化的最合理的手段,并越来越多地用于解决生态动力学的问题。


模型简介

       DHI开发的生物仿真模拟技术(Agent Based Modelling),简称ABM Lab,是模型技术的一个新发展。ABM Lab模块将拉格朗日粒子运动模型与常用的基于过程的ECO Lab 框架进行了结合,可使用户在MIKE 21 & 3 软件体系的水环境动力学非结构模型系列中轻松搭建基于智能个体的模型。通过与水动力、对流扩散和水质模型的耦合,ABM Lab模型能够重现智能个体/种群的实际运动情况及其对整个生态系统带来的变化。


概述

    方兴未艾的大规模水利工程开发,沿海风力、潮汐发电站和海水淡化厂,以及利用海洋空间兴建海上机场、海底隧道、海上工厂等工程措施在建设过程中和建成后运营时所产生的流场变化、噪音以及悬浮物增加等环境变化因素都对鱼类等生物种群将产生不同程度的影响。


    城市水体的水生态修复、珍稀水生生物的栖息地保护等研究中同样迫切需要对水生生物的生活习性进行准确的描述。


    湖泊、水库、海岸的大规模水产养殖使得这些区域成为化学有毒物质、侵略性物种及病毒携带生物的集散地。ABM Lab生物仿真模拟技术能够为水产养殖对水生态环境的影响分析以及增养殖方案的优化比选提供解决方案。

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新加坡海域珊瑚虫系列研究
丹麦尖吻白鲑幼鱼栖息地规划研究
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