Mathematical models for energy and landscape integrated analysis in agroecosystems
Els models matemàtics s'utilitzen per explicar fenòmens naturals. Com que els fenòmens naturals són molt complexes, per tal d'aprofundir en el seu comportament i ser capaç de fer prediccions sobre ells, es necessita passar per un procés de simplificació. En el procés de creació del model,...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de documento: | tese |
| Data de publicação: | 2016 |
| País: | España |
| Recursos: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositório: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglês |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:174951 |
| Acesso em linha: | https://ddd.uab.cat/record/174951 |
| Access Level: | Acceso aberto |
| Palavra-chave: | Models matemàtics Sòl, Us del Paisatge Ecologia agrícola |
| Resumo: | Els models matemàtics s'utilitzen per explicar fenòmens naturals. Com que els fenòmens naturals són molt complexes, per tal d'aprofundir en el seu comportament i ser capaç de fer prediccions sobre ells, es necessita passar per un procés de simplificació. En el procés de creació del model, el sistema es tradueix a llenguatge matemàtic que permet l'estudi del sistema des d'un nou punt de vista. En aquesta tesi, es consideren models estadístics per estudiar el comportament dels agroecosistemes a diferents escales espacials. L'objectiu d'aquest treball és estudiar la relació entre fluxos d'energia, canvis de cobertes del sòl, la funcionalitat del paisatge i la biodiversitat que subjau en els agroecosistemes. Per a això, es proposen models basats en tals matèries. Les principals unitats d'anàlisi seran les cobertes del sòl, quan treballem a escala regional, i els usos del sòl, a escala local. En el segon capítol, es presenta un model de pertorbació-complexitat intermèdia (IDC) dels paisatges culturals. Aquest enfocament té com a objectiu avaluar com els diferents nivells de pertorbacions antropogèniques sobre els ecosistemes afecten la capacitat d'acollir la biodiversitat en funció de l'heterogeneïtat d'usos sòl. S'aplica a l'illa de Mallorca, enmig de la zona activa de la biodiversitat mediterrània, a escala regional i de paisatge. El model utilitza la pertorbació exercida pels agricultors que alteren la producció primària neta a través del canvi d'usos del sòl, així com l'eliminació d'una part d'ella, juntament amb l'índex de Shannon-Wiener de la diversitat d'usos del sòl. El model es prova en un disseny experimental a dues escales al llarg de tres punts de temps. La riquesa d'espècies d'aus nidificants i hivernants, preses com a indicador de la biodiversitat, s'utilitza en una anàlisi factorial exploratori. Seguint la idea presentada en el segon capítol, en el tercer capítol es presenta un mètode per descriure la relació entre els indicadors d'heterogeneïtat d'usos del sòl, i l'apropiació humana de la producció primària neta en una regió determinada. Aquestes quantitats són vistes com a funcions del vector de proporcions de les cobertes de sòl, que al seu torn es tracta com un vector aleatori els valors del qual depenen de la unitat de terreny que s'observa. Presentem el mètode suposant, en primer lloc, que el vector de proporcions segueix una distribució uniforme en el símplex. Després, considerem com a punt de partida un conjunt de dades mostals, de manera que primer hem d'obtenir una estimació de la seva distribució de probabilitat teòrica, i en segon lloc, generem una mostra de grans dimensions seguint la distribució estimada. Apliquem aquest procediment a dades de l'illa de Mallorca en tres moments de temps diferents. L'objectiu principal aquí és calcular el valor esperat de la diversitat del paisatge com a funció del nivell d'apropiació humana. Aquesta funció està relacionada amb l'anomenada hipòtesi d'energia i espècies, i amb l'hipòtesi de la Pertorbació Intermèdia. Finalment, el quart capítol està dedicat a tractar els processos interns dels agroecosistemes. Per a aquest propòsit, es proposa un graf que representa el patró de fluxos d'energia en un agroecosistema. Utilitzem aquest graf per calcular el nivell d'emmagatzematge d'energia dins de l'agroecosistema, així com la informació inclosa en aquesta xarxa de fluxos, a escales tant local com de paisatge. Per tant, es proposa un model d'anàlisi integrat d'energia i paisatge (ELIA) que avalua tant la complexitat dels bucles d'energia interna, com la informació continguda en tota la xarxa de fluxos d'energia soci-metabòliques, per tal de correlacionar aquesta interacció d'informació energètica amb l'estructura funcional del paisatge. A l'annex, es suggereix una millora de l'indicador d'informació. ELIA es prova en el Vallès, a la Regió Metropolitana de Barcelona. |
|---|