Ökosysteme: Modellierung und Simulation

Die mathematische Beschreibung von Ökosystemen hat sich zu einem zentralen Thema in der Ökologie entwickelt. Anhand realer ökologischer Prozesse wird das Verhalten von Ökosystemen analysiert und mathematisch erfasst, um Simulationsmodelle zu erstellen, die Zustandsänderungen prognostizieren und die rechnergestützte Bewirtschaftung von Ökosystemen unterstützen. Es werden Methoden und Anwendungen der mathematischen Modellierung und Simulation von Ökosystemen im Hinblick auf Information und Steuerung vorgestellt. Die Inhaltsübersicht umfasst eine Einführung in Systemtheorie, Ökosystemvergleiche und Umweltinformatik sowie die Grundlagen der Ökosystemanalyse, einschließlich der Cybernetic Theory of Ecosystems. Es wird auf die Modellierung von Ökosystemen unter Anwendung synergetischer Methoden eingegangen und es werden Methoden für eine angewandte Ökosystemanalyse in Braunkohletagebau-Landschaften beschrieben. Die Methoden der Modellierung und Simulation ökologischer Systeme beinhalten individualbasierte Modelle als neuen Ansatz zur Beschreibung von Ökosystemen sowie den Einsatz diskreter Petrinetze. Die ECOBAS-Dokumentation liefert mathematische Beschreibungen. Beispiele für die Modellierung und Simulation umfassen die Gewässerqualitätsmodellierung mithilfe markowscher Diffusionsprozesse, die Berechnung von Sanierungsstrategien für Fließgewässer und individuenorientierte Modelle der Watvogel-Kolonien in den Florida Everglade