25328 Matematisk økologisk modellering

2024/2025

Undervisningen vil foregå ved Campus Hirtshals om tirsdagen, og ved Campus Lyngby om torsdagen med remote classroom for de studerende i Hirtshals..
- Remote Classroom - DTU Aqua

Kurset er en udvidet version af kursus 25303 med en redskabsdel for studerende med begrænsede programmeringsmæssige og matematiske forudsætninger. Tirsdagssessioner er fokuseret på at træne matematiske/​programmeringsmæssige forudsætninger for at udføre analyse og simulering af biologiske systemer.
Kursusinformation
Mathematical models in ecology
Engelsk
10
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
Generel retningskompetence (MSc), Sustainable Fisheries and Aquaculture
Retningsspecifikt kursus (MSc), Ocean Engineering
Retningsspecifikt kursus (MSc), Sustainable Fisheries and Aquaculture
Tilvalgskursus (B Eng), Fiskeriteknologi
E4A (tirs 13-17) og E1B (tors 13-17)
Undervisningen vil foregå ved Campus Hirtshals om tirsdagen, og ved Campus Lyngby om torsdagen med remote classroom for de studerende i Hirtshals.. - Remote Classroom - DTU Aqua
Kurset er baseret på korte forelæsninger og længere numeriske (computer) øvelser. Resultaterne af øvelserne præsenteres af de studerende og diskuteres i plenum.
13-uger
E1B
Skriftlig eksamen og bedømmelse af opgave(r)
Bedømmelsen er baseret primært (80 %) på skriftlig eksamen og i mindre grad (20 %) på en poster omhandlende et mindre afsluttende projekt. Godkendelse af ugentlige afleveringsopgaver er en forudsætning for at gå til den skriftlige eksamen.
Skriftlig eksamen: 2 timer
Alle hjælpemidler - uden adgang til internettet
7-trins skala , intern bedømmelse
01003 / 01005 / 01006 / 01015 / 01016 / 25303
Asbjørn Christensen , Tlf. (+45) 3588 3373 , asc@aqua.dtu.dk
Ken Haste Andersen , kha@aqua.dtu.dk
25 Institut for Akvatiske Ressourcer
I studieplanlæggeren
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
Kurset er en introduktion til matematiske modeller for biologiske systemer. Det vil sætte den studerende i stand til at evaluere, udvikle og anvende simple dynamiske populationsmodeller. Kurset vil introducere den nødvendige matematiske baggrund og programmeringsteknik.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Præsentere og diskutere en matematisk model for et publikum på samme niveau.
  • Udvikle, diskutere og løse numerisk differential- og differensligninger, der optræder i matematisk biologi.
  • Argumentere for størrelsen af parametre som fertilitet, dødelighed og migrationsrater i faktiske populationer, og deres betydning i modeller.
  • Vurdere karakteristiske størrelser og skalaer i populationsdynamiske modeller.
  • Argumentere for valg af parameterværdier i en model anvendt i en specifik biologisk kontekst.
  • Gennemføre stabilitetsanalyse af ligevægtspunkter og identificere bifurkationer.
  • Afgøre hvilken modelstruktur, der er passende til at besvare et givent spørgsmål i forbindelse med f.eks. forvaltning af ressourcer eller risikovurdering.
  • Benytte populationsmodeller til at besvare sådanne spørgsmål.
  • Visualisere dynamikken i biologiske systemer ved hjælp af softwarepakker.
  • Anvende gode programmeringsteknikker og vaner for modeller af biologiske systemer.
  • Diskutere simple matematiske modeller for bæredygtig udnyttelse af marine ressourcer og naturbevarelse, der understøtter FNs bæredygtighedsmål 14 (liv i havet) og 15 (liv på landjorden).
Kursusindhold
Kurset er en introduktion til matematiske modeller af levende organismers bestandsdynamikker, fra bakterier til hvaler. Fokus er på konceptuelle modeller baseret på differential- og differensligninger, som illustrerer grundlæggende koncepter i bestandsmodellering. Et vigtigt mål er at sætte deltagerne i stand til at knytte en biologisk situation sammen med en abstrakt matematisk model, dvs. udvikle en forståelse af de biologiske antagelser, der ligger til grund for modellen, og af de økologiske konsekvenser af dens resultater. Hovedemnerne er enkeltartsmodeller af populationer (logistisk vækst), flerartsmodeller (konkurrence og predator-prey relationer), funktionelle responser, udnyttelse af levende systemer, årlige successioner, epidemiologiske modeller og rumlig populationsdynamik. Yderligere grundlæggende begreber fra evolutionær dynamik introduceres. Halvdelen af sessionerne anvendes til at træne grundlæggende modelprogrammering baseret på eksempler på biologiske systemer. Kurset lægger nogen vægt på at udvikle og evaluere deltagernes evner til at fremlægge fagligt materiale. I kursets sidste del udvikler de studerende deres egne projekter, som bliver evalueret ved en poster session.
Litteraturhenvisninger
Nicholas J. Gotelli: A Primer of Ecology, Sinauer Associates
Sidst opdateret
16. maj, 2024