09年数学建模美赛ICM题目以及数据的中文版

A题：重构被人类影响的海洋生态系统 考虑如图1所示的一个狭窄通道区域，它位于陆地A和陆地B之间，这里过去长满了珊瑚礁并且支撑了一个巨大的生物种群。由于商业化遮目鱼养殖的引入，这一区域的生物多样性戏剧性地减少。曾经这里生活着大量的珊瑚，但现在海域底部大部分都被淤泥所覆盖。自从珊瑚被埋葬以后, 由于过度的捕捞和缺少野生鱼的栖息地，现在已经很少有野生鱼出没了。然而鱼是当地居民的重要食物来源, 寻找新的方法来使得自然生态系统继续繁荣是关系到人民生活的重要事情，也就需要建立一个混养系统来代替现有的遮目鱼单养系统 09年数学建模美赛ICM的A题聚焦于重构受人类活动影响的海洋生态系统，特别是通过设计一个混养系统来恢复珊瑚礁生态平衡。在这个问题中，研究区域位于菲律宾博利瑙的一个狭窄海峡，曾经是珊瑚礁的繁盛之地，但因商业化的遮目鱼养殖导致生物多样性急剧下降，海底主要由淤泥覆盖，野生鱼类数量减少。 混养系统的目标是创建一个经济和生态双赢的方案，既要满足当地居民的食物需求，又要促进珊瑚的再生，提升水质。理想的混养模式涉及不同种类的经济鱼类共同养殖，它们的排泄物成为其他生物的食物，比如鳍鱼的排泄物可以滋养滤食性动物，而滤食性动物的排泄物又可被藻类吸收。这种循环利用可以减少水体污染，提高资源利用率。 在构建模型时，需要考虑多种生物的分类和相互作用，包括肉食性鱼类、草食性鱼类、软体动物、甲壳类动物、棘皮动物和藻类。每个物种的数量应根据生态平衡和经济效益进行合理设定。珊瑚的生存取决于良好的水质，包括微生物和叶绿素的含量。虱目鱼养殖导致的营养过剩促进了海藻增长，阻碍了珊瑚的生长，因此混养系统设计的关键是降低营养输入，提高光照条件。 任务1要求建立博利瑙珊瑚礁生态系统模型，包括各种物种的互动，并调整物种数量以达到适合珊瑚生长的水质。可能需要通过调整虱目鱼的数量，引入草食性鱼类来消耗其排泄物，或者增加软体动物和甲壳类动物来清理水体中的营养物质。 任务2则要求模拟当前单一养殖虱目鱼的情况，通过排除其他食草鱼类等，观察其对水质的影响。分析模型预测的水质是否有利于珊瑚生存，并对比实际观察数据，揭示单一养殖的负面影响。 综合以上，解决这个问题需要深入理解海洋生态系统的动态平衡，运用数学建模方法来量化各种生物间的相互作用，以及这些作用对水质和珊瑚生长的影响。同时，要考虑经济因素，确保提出的混养系统在提供食物的同时，能有效恢复和保护生态环境。