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 在2009年的数学建模美赛中，A题挑战了参赛者们的智慧和能力，要求他们设计出一套模型，以解决人类活动对海洋生态系统的影响问题。该问题特别关注了一个名为博利瑙的狭窄海峡的实例，这里曾是珊瑚礁的栖息地，但如今却因商业遮目鱼养殖而遭受到了严重的破坏。通过这个问题，参赛者们不仅需要重建生态系统的平衡，而且还需要在恢复海洋生态的同时保证当地居民的食物来源，即设计一个兼顾经济和生态效益的混养系统。 博利瑙海峡的案例显示，商业化遮目鱼养殖造成了该区域生物多样性的急剧下降。原本富饶的珊瑚礁生态因淤泥沉积而遭受破坏，野生鱼类数量显著减少。这一现象不仅影响了海洋生态的健康，而且也对当地居民依赖的野生鱼资源造成了威胁。为了解决这一问题，建立一个可持续的混养系统成为了解决方案。在这一系统中，多种鱼类和海洋生物共同养殖，形成相互依存的生态系统，以模拟自然界的循环系统，减少养殖过程中产生的污染，从而保护和恢复珊瑚礁的生态。 构建混养系统模型需要考虑各种生物的分类和相互作用，包括肉食性、草食性鱼类，软体动物、甲壳类、棘皮动物以及藻类等。每个物种的数量和养殖比例需要根据生态平衡和经济效益进行合理设置。在这一过程中，数学建模扮演了至关重要的角色。通过建立数学模型，可以精确量化各种生物间的相互作用，以及这些相互作用对水质和珊瑚生长的影响。 在任务一中，参赛者需要建立博利瑙珊瑚礁生态系统的数学模型，模拟各种物种间的相互作用，并根据模型结果调整物种数量，以期达到适合珊瑚生长的水质条件。可能需要通过调整虱目鱼的数量，引入草食性鱼类消耗其排泄物，或增加软体动物和甲壳类动物以清理水体中的营养物质。 任务二则要求模拟当前单一养殖虱目鱼的情况，探究其对水质的影响，并与实际观察数据进行对比，分析单一养殖模式对海洋生态的负面影响。通过数学建模，可以预测并可视化不同养殖模式下生态系统的动态变化，从而为决策者提供科学依据，以便在实际操作中做出更为合理的选择。 在解决这一问题的过程中，参赛者需要综合运用生物学知识、数学建模技能以及经济学原理，深入理解海洋生态系统的动态平衡，并将这些知识转化为可操作的策略。同时，还需考虑模型的经济可行性，确保提出的混养系统能够提供稳定的食品来源，同时有效促进生态环境的保护与恢复。 2009年数学建模美赛A题所提出的问题是一个典型的海洋生态重建与保护挑战。通过该题的解决，不仅能够探索出一条可持续利用海洋资源的道路，还可以为海洋生态的保护与恢复提供一个可供参考的案例。对于参赛者来说，这是一个将理论知识与现实问题相结合，发挥创造力和实践能力的绝佳机会。