Indice della lezione
Dare un esempio applicativo dell’approccio IBM al movimento ed alla strategia di predazione del Barbagianni.
Modelli interazione consumatori-risorsa
I modelli consumatori/risorsa, possono essere implementati nei due diversi approcci IBM e CM. La tabella di seguito mostra le principali differenze tra i due approcci.
Approcci IBM e CM per modelli consumatori/risorsa
IBM: schema del modello
IBM: schema del modello
Il modello considera diversi processi funzionali dell’animale, avendo come output sia il budget energetico del singolo individuo che la distribuzione spaziale degli individui della popolazione.
Processi:
- Resting
- Search
- Capture
- Handling
- Commuting
Scala:
- Tempo:1 minuto (time step)
- Unità spaziale: metri
Output: Budget energetico
Proprietà emergente: Pattern di distribuzione spaziale degli individui della popolazione
Fasi di una giornata per un predatore
IBM: struttura
La struttura del modello e dei sottomodelli
Sottomodello energetico
Il modello energetico è un modello a due equazioni differenziali (Energia e Alimentazione).
- Intake – Mangia finché non raggiunge il livello energetico sazietà
- Processing – La velocità di processing dipende dal coefficiente di manipolabilità della preda (HandCoeff) che rappresenta la percentuale della preda che viene consumata al minuto. Processing è disattivato quando Food raggiunge un valore soglia inferiore (frazione di cibo non consumabile).
Lo schema del sottomodello energetico
Sottomodello decisionale
Il modello decisionale utilizzato (Eliassen et al. 2007) considera i due seguenti processi
1. Acquisizione informazioni – il predatore acquisisce una stima dei tempi medi di cattura nell’ambiente in base alla sua capacità di apprendimento
Tempo medio di cattura nell’area di foraggiamento, np (equazione 1)
2. Decisione – lascia un’area di foraggiamento quando il tempo che vi ha investito nella ricerca di una preda raggiunge quello medio stimato dell’ambiente (giving up time)
Calcolo del giving up time, GUT (equazione 2)
Equazione del Tempo medio di cattura (1)
Equazione del giving up time (2)
Sottomodello preda
Il modello descrive la dinamica della preda e di quelle nascoste.
- Hiding – se c’è un predatore le prede si nascondono
- Recovery – quando il predatore va via le prede rientrano dai rifugi
- Immigrazione – le prede immigrano in un patch finché il numero di prede nel patch non raggiunge il valore massimo sostenibile dal patch
- Death – le prede muoiono se catturate
Lo schema del sottomodello preda
Il modello in Simile
Spazializzazione
Il modello può essere spazializzando utilizzando i multipli layers di SIMILE ed il sottomodello “condizionale”.
Lo schema della spazializzazione del modello
Parametrizzazione
La tabella dei parametri del modello
Processi indagati
Il modello permette di indagare diversi processi e di definire diversi scenari di simulazione
N predatori in patch
Numero di predatori per patch in funzione del numero di prede e del fattore di apprendimento
N predatori in patch II
Scenari di simulazioni in funzione del numero di prede e del fattore di apprendimento
Conclusioni
L’ approccio seguito ha permesso di evidenziare:
- la complessità dei pattern comportamentali in relazione alla caratteristiche ambientali e agli input di stato interno;
- l’effetto della stocasticità nella definizione dei pattern comportamentali.
Prospettive:
- Rappresentare individui in diverse fasi del ciclo vitale
- Integrazione a scala più ampia per rappresentare i flussi energetici nella comunità
Le lezioni del Corso
2. Introduzione alla modellistica
4. Il software di sistemi dinamici SIMILE
5. Introduzione agli errori numerici
6. Introduzione alle equazioni differenziali ordinarie (ode)
7. Modularità
8. Errori nel processo di modellistica
9. Dinamica di popolazione isolata
11. Interazione tra popolazione
13. Introduzione ai modelli di catene alimentari
14. Modelli Suscettibili - Infetti - Rimossi (SIR)
15. Introduzione a modelli spazio/tempo
16. Modelli integrati di simulazione
17. Introduzione a modelli individual-based (IBM)
18. Un confronto tra individual-based model and community model
19. Un esempio di IBM: un modello energetico/decisionale del barbag...
