Популяция белых медведей - Биология и естествознание курсовая работа

Главная

Биология и естествознание
Популяция белых медведей

Общие сведения о белых медведях: внешний вид, распространение, образ жизни и питание. Особенности их социальной структуры и размножения. Влияние глобального потепления на популяцию белых медведей. Зависимость роста численности популяции от рождаемости.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

· исследование изменения численности популяции с учетом коэффициентов рождаемости и смертности, и с учетом природных факторов;
· построение модели с различной степенью упрощения природного процесса и на основе анализа моделей сформулировать решение о целесообразности дальнейшего уточнения модели;
· провести корректировку модели и исследование влияния дополнительных входных параметров на выходные характеристики процесса;
· научиться прогнозировать неблагоприятные факторы приводящие к вымиранию популяции;
· обзор общих сведений об объекте исследования;
· влияние глобального потепления на популяцию белых медведей;
· разработка модели процесса влияния глобального потепления на численность белых медведей;
· вычислительный эксперимент на базе разработанной модели;
· оценка результатов в вычислительном эксперименте;
Объект исследования: популяция белых медведей.
Предмет исследования: процесс изменения численности популяции белых медведей, развивающейся неотрывно от биологической системы. Численность вида зависит от разных факторов: рождаемости, смертности, выживаемости в привычных природных условиях.
· рассчитать процессы изменения численности популяции за 50 периодов по уточненной формуле для различных соотношений коэффициентов устойчивости вида (А) и среды обитания (В).
· просчитать модель и построить общую диаграмму для разных коэффициентов А при неизменном В.
1. просчитать модель и построить общую диаграмму для разных коэффициентов В при неизменном А.
1. Общие сведения об объекте исследования
Белый медвемдь, или полярный медведь, или северный медведь, или морской медведь, или ошкуй Ошкуй- (лат. Ursus maritimus) медведь морской. (лат. Ursus maritimus) -- хищное млекопитающее семейства медвежьих, близкий родственник бурого медведя, от которого отделился около 150 тысяч лет назад.
Его длина достигает 3 м, масса до 1 т. Обычно самцы весят 400-450 кг; длина тела 200-250 см, высота в холке до 130-150 см. Самки заметно мельче (200-300 кг). Самые мелкие медведи водятся на Шпицбергене, самые крупные -- в Беринговом море.
Белого медведя от других медведей отличают длинная шея и плоская голова. Кожа у него чёрная. Цвет шубы варьирует от белого до желтоватого; летом мех может желтеть из-за постоянного воздействия солнечного света. Шерсть белого медведя лишена пигментной окраски, и шерстинки полые. Есть гипотеза, что они действуют как световоды, поглощая ультрафиолетовые лучи; во всяком случае, при ультрафиолетовой фотосъёмке белый медведь кажется тёмным. Благодаря строению шерстинок белый медведь иногда может «позеленеть». Происходит это в жарком климате (в зоопарках), когда внутри шерстинок заводятся микроскопические водоросли.
Подошвы ног подбиты шерстью, чтобы не скользить по льду и не мёрзнуть. Между пальцами есть плавательная перепонка, а передняя часть лап оторочена жёсткими щетинками. Крупные когти могут удержать даже сильную добычу.
Обитает в приполярных областях в северном полушарии Земли. Распространён циркумполярно, на север -- до 88° с. ш., на юг -- до Ньюфаундленда, на материке -- в зоне арктической пустыни до зоны тундр.
Обитает на дрейфующих и припайных морских льдах, где охотится на свою основную добычу: кольчатую нерпу, морского зайца, моржа и др. морских животных. Ловит он их, подкрадываясь из-за укрытий, или возле лунок: стоит животному высунуть голову из воды, как медведь ударом лапы оглушает добычу и вытаскивает её на лёд. Иногда снизу опрокидывает льдину, на которой находятся тюлени. С моржом может справиться только на суше. В первую очередь пожирает шкуру и сало, остальную тушу -- лишь в случае сильного голода. Остатки добычи доедают песцы. При случае подбирает падаль, дохлую рыбу, яйца и птенцов, может есть траву и морские водоросли, в обжитых местах питается на помойках. Известны случаи ограбления им складов продовольствия полярных экспедиций. Из добычи белый медведь получает большое количество витамина A, который накапливается в его печени: известны случаи отравлений печенью белого медведя.
Совершает сезонные кочёвки в соответствии с годовыми изменениями границы полярных льдов: летом отступает вместе с ними ближе к полюсу, зимой перемещается на юг, заходя на материк. Хотя белый медведь держится преимущественно на побережье и льдах, зимой он может залегать в берлогу на материке или на островах, иногда в 50 км от моря.
В зимнюю спячку, продолжительностью 50-80 дней, залегают, в основном, беременные самки. Самцы и холостые самки ложатся в спячку на короткий срок и не ежегодно.
Одиночные животные. Как правило, миролюбивы по отношению друг к другу, но между самцами в брачный период случаются стычки. Взрослые самцы могут нападать на медвежат, в основном мужского пола.
Гон с марта по июнь. За самкой в течке обычно следуют 3-4 самца. В октябре самки в береговых снежных наносах роют берлогу. У медведиц есть излюбленные места, куда они массово собираются для щенки, например, о. Врангеля или Земля Франца-Иосифа, где ежегодно насчитывается по 150-200 берлог. Медведицы занимают берлоги лишь в середине ноября, когда заканчивается латентная стадия беременности. Весь период беременности составляет 230-250 дней; медвежата появляются в середине или конце арктической зимы. Самка при этом до апреля остаётся в спячке.
У белых медведей низкий потенциал размножения: самка впервые приносит потомство в возрасте 4-8 лет, рожает один раз в 2-3 года и имеет в помёте 1-3 медвежат, таким образом в течение жизни принося не более 10-15 детёнышей. Новорождённые беспомощные, как у всех медведей, и имеют массу около 750 г. Через 3 месяца самка вместе с ними покидает берлогу и переходит к бродячему образу жизни. Медвежата остаются при ней до 1,5 лет. Смертность среди медвежат достигает 10-30 %.
2. В лияние глобального потепления на популяцию белых медведей
Белый медведь - вид, находящийся под угрозой исчезновения, занесенный в Красную книгу МСОП (Международный союз охраны природы), чья численность в течение трёх поколений (45 лет) сократилась на 30% в связи с сокращением жизненного пространства и снижением качества местообитаний. популяция медведь потепление рождаемость
Негативное воздействие на белого медведя в регионе Чукотки проявляется особенно сильно в силу естественных природных процессов прогрессирующего исчезновения дрейфующих льдов.
Таяние морских льдов в этом секторе Арктики выражено особенно сильно. В последние годы кромка сплоченных льдов отступает к северу, далеко за пределы континентального шельфа, в регионе Чукотского моря - почти к Северному полюсу. В результате популяция оказывается сезонно разделена на четыре изолированные друг от друга части. Потеряв ледовую платформу, медведи вынуждены высаживаться на сушу. Они выходят на сушу в трех основных районах: на остров Врангеля, на северный берег Чукотки и на северо-западное побережье Аляски. Какая-то часть медведей остается на льдах и уходит в Центральный арктический бассейн, в приполюсные районы. Оказываясь на берегу, белые медведи не только вынуждены подолгу голодать, в результате чего до 15% медведей находятся в истощенном состоянии и естественная смертность увеличивается, на побережье Чукотки они становятся легко доступны браконьерам. Позднее замерзание моря и слабый лед делает белых медведей уязвимыми к браконьерству и в зимнее время.
Единственным местом в чукотском регионе, где белые медведи в настоящее время находятся под действительной охраной, является государственный природный заповедник «Остров Врангеля». Многолетнее изучение белых медведей на острове показывает, что численность медведиц, залегающих в берлоги на острове в последние годы, сильно сократилась: с 350-400 до 60-70 особей - как минимум в 5-6 раз по сравнению с началом 1990-х. Отмечается заметное снижение численности белых медведей, выходящих осенью на остров Врангеля и на побережье Чукотки. Ежегодно на острове появляется больше истощенных и травмированных медведей.
3. Разработка модели процесса влияния глобального потеплени я на численность белых медведей
В данном курсовом проекте, мы используем модель:
1) Информационн ая модель - модель объекта, представленная в виде информации, описывающей существенные для данного рассмотрения параметры и переменные величины объекта, связи между ними, входы и выходы объекта и позволяющая путём подачи на модель информации об изменениях входных величин моделировать возможные состояния объекта. Информационные модели нельзя потрогать или увидеть, они не имеют материального воплощения, потому что строятся только на информации. Информационная модель -- совокупность информации, характеризующая существенные свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.
2) Математическая модель - это математическое представление реальности. Здесь, за основу мы взяли модель Мальтуса. Т.к. эта модель проста в использовании и позволяет включать один или несколько необходимых нам параметров.
3) Компьютерная модель - для поддержки математического моделирования разработаны системы компьютерной математики, например, Maple, Mathematica, Mathcad, MATLAB, VisSim, Microsoft Exsel и др. Она позволяет создавать формальные и блочные модели как простых, так и сложных процессов и устройств и легко менять параметры моделей в ходе моделирования. Блочные модели представлены блоками (чаще всего графическими), набор и соединение которых задаются диаграммой модели.
Таблица исходных данных об объекте используемых в разрабатываемой модели представлены в приложении А.
Методы расчета коэффициентов используемых в разрабатываемой модели представлены в приложении В.
3.1 Модель 1. Рост численности популяции от рож даемости
3. 1 .1 Уточненная постановка задачи
В данной модели мы взяли 2000 особей. Будем считать количество самцов и самок равным. Все особи находятся в половозрелом возрасте. Каждая самка рожает 2-х медвежат раз в 2 года. Факторы приводящие к гибели - не учитываются.
Таблица 1 - Информационные данные для модели 1
Формула для расчета числа белых медведей:
Ч( I ) -- число белых медведей через I промежутков времени,
Ч( I +1) -- число белых медведей через I+1 промежутков времени (т. е. спустя следующие 16 лет).
Для моделирования выберем программу Microsoft Excel. Ввести в верхнюю часть таблицы исходные данные, а в расчетную часть - формулы по следующему образцу:
Введем в рассмотрение следующие величины:
КР -- коэффициент рождаемости за один год;
КС -- коэффициент смертности за один год.
Математические формулы изменения численности можно записать так:
Рост численности с учетом рождаемости:
Падение численности с учетом смертности:
Ч( I ) -- число особей через I периодов,
Ч( I +1) -- число особей спустя (I+1) периодов.
Для моделирования выберем программу Microsoft Excel. Ввести в иаблицу исходные данные, а в расчетную часть - формулы по следующему образцу:
3.3 Модель 3. Рождаемость и смертность с учетом воздействия глобального потепления
Как правило, численность популяции зависит не только от рождаемости и смертности, но и от ограниченности пищевых и других ресурсов.
Ранее мы определяли численность популяции по формуле:
К -- обобщенный коэффициент рождаемости и смертности -- константа.
Этот коэффициент должен зависеть от меняющейся численности, т. е. являться функцией F (Ч). Действительно, как только численность превышает некоторый предел, возникает дефицит жизненного пространства и пищевых ресурсов и, как результат, растет смертность среди особей популяции. Такие явления наблюдаются не только в популяциях животных и насекомых, но и среди людей в тех странах, где рождаемость бесконтрольно растет.
Общий вид функции F (Ч) зависит от особенностей изучаемого биологического вида и окружающей его среды. Мы будем считать, что F (Ч) является линейной функцией, т. е. самой простой зависимостью. В общем виде линейную функцию F(Ч) можно задать следующей формулой:
А -- обобщенный коэффициент устойчивости вида . Его величина отражает соотношение рождаемости и смертности среди особей, обитающих в благоприятных условиях. Чем выше А, тем более плодовитее вид и выше выживаемость молодых особей.
В -- коэффициент среды обитания , определяется параметрами среды обитания биологического вида (площадь обитания, количество пищи и др.). Из формулы видно, что когда Ч =1/В , то популяция вымирает.
Таблица 3 - Информационные данные о модели 3
А- обобщенный коэффициент устойчивости вида
К- обобщенный коэффициент рождаемости и смертности
С учетом линейной зависимости обобщенного коэффициента рождаемости и смертности от общего числа популяции численность вида изменяется во времени следующим образом:
Ч(I+1)=Ч(I)*F(Ч)=Ч(I)*A*(1-B*Ч(I)),
Ч( I ) -- число особей через I периодов,
Ч( I +1) -- число особей спустя (I+1) периодов.
Для моделирования выберем программу Microsoft Excel. Ввести в иаблицу исходные данные, а в расчетную часть - формулы по следующему образцу:
4. Вычислительный эксперимент на базе разработанной модели
Таблица 4 - Полученные результаты. Модель 1
Полученные данные иллюстрирует рисунок 1.
Рисунок 1 - Зависимость роста численности белых медведей от времени.
Вывод: данная модель показывает, что численность белых медведей, увеличивается в геометрической прогрессии, т. е. очень быстро. При сделанном огрублении модели численность растет бесконечно.
В реальности рост численности должен быть ограничен внешними факторами, влияющими на их жизнеспособность. Поэтому такая модель может с достаточной точностью отражать процесс на малом отрезке времени.
Требуется корректировка модели с учетом естественной смертности.
1) при коэффициенте среды В = 0,00009 численность медведей до I периода+12 растет, далее на протяжении остального времени остается постоянной.
2) при коэффициенте среды В= 0,0005 популяция вымирает.
при коэффициенте среды В= 0,00005 численность медведей до I периода+18 растет, а на протяжении остального времени остается постоянной.
В ходе выполнения курсовой работы мы провели исследование изменения численности популяции с учетом коэффициентов рождаемости, смертности, с учетом природных факторов, в частности глобального потепления. Построили модели с различной степенью упрощения природного процесса и на основе анализа моделей сформулировали решение о целесообразности дальнейшего уточнения модели. Провести корректировку модели и исследование влияния дополнительных входных параметров на выходные характеристики процесса. Научиться прогнозировать неблагоприятные факторы приводящие к вымиранию популяции.
Разработанная уточненная модель является более приближенной к истинному процессу существования популяции белых медведей. Здесь учитываются естественная смертность и влияние глобального потепления на численность популяции. Однако данная модель не учитывает такой внешний фактор как браконьерство. Используя данную модель, мы выяснили, что:
1. при коэффициенте среды В = 0,00009 численность медведей до I периода+12 растет, далее на протяжении остального времени остается постоянной.
2. при коэффициенте среды В= 0,0005 популяция вымирает.
3. при коэффициенте среды В= 0,00005 численность медведей до I периода+18 растет, а на протяжении остального времени остается постоянной.
Таким образом, для предотвращения вымирания белых медведей нам нужно создать как можно более благоприятную среду для их проживания. Улучшится среда, появится больше пищи, появится возможность более эффективной охоты с меньшими затратами энергии.
Как вид, теснейшим образом связанный со льдами, белый медведь является индикатором здоровья арктических экосистем и одновременно - одним из самых уязвимых видов на нашей планете.
1. К.А. Казаков. Белый медведь в опасности из-за глобального потепления// Погода и климат.-2004-2010. [www.pogoda.ru]. URL: http://pogoda.ru.net/news/5372/ (Дата обращения 10.10.10)
2. Математическая модель// Свободная энциклопедия-Википедия. - 2010. [www .ru.wikipedia.org/]. URL:http://ru.wikipedia.org/wiki/Математическая_модель#.D0.9C.D0.BE.D0.B4.D0.B5.D0.BB.D1.8C_.D0.9C.D0.B0.D0.BB.D1.8C.D1.82.D1.83.D1.81.D0.B0 (Дата обращения 12.11.10)
3. Белый медведь// Всемирный фонд дикой природы (WWF). - 2010. [www.wwf.ru] URL: http://www.wwf.ru/about/what_we_do/species/polarbear/ (Дата обращения 12.11.10)
4. Численность, динамика численности и структура популяций белых медведей// Медвежий Мир. - 2010. [www.bearworld.ru]. URL: http://www.bearworld.ru/численность-динамика-численности-и-с/#more-586 (Дата обращения 17.11.10)
5. McKinsey&Company Энергоэффективная Россия. Пути снижения энергоемкости и выбросов парниковых газов. -2010. [www.mckinsey.com]. URL:www.mckinsey.com/clientservice/sustainability/.../CO2_Russia_RUS_final. pdf (Дата обращения 30.11.10)
6. Хозяин Арктики- Белый медведь//Энциклопедия выживания.- 2010. [www.survinat.ru] URL: http://survinat.ru/2010/07/xozyain-arktiki-belyj-medved/#axzz18QRwiSqp (Дата обращения 30.10.10)
7. Белый медведь под присмотром//ECOPortal. - 2010. [http://ecoportal.su] URL: http://ecoportal.su/news.php?id=45897 (Дата обращения 10.12.10)
8. О. Дмитриева. Белые медведи тонут// "Российская газета" - Неделя №3958 от 23 декабря 2005. [www.rg.ru] URL:http://www.rg.ru/2005/12/23/klimat.html (Дата обращения 10.12.10)
Коэффициент рождаемости за I период
Обобщенный коэффициент устойчивости вида (А)
* Данные приведенные в таблице рассматриваются за I период. Длительность периода равна 16 годам.
Коэффициент рождаемости за I период:
Коэффициент смертности за I период:
А- обобщенный коэффициент устойчивости вида. Его величина отражает соотношение рождаемости и смертности среди особей, обитающих в благоприятных условиях.
Исходя из рассматриваемого числа белых медведей, численность которых равна 2000 мы приняли, что за I период их число сократится до 1500. Так же, мы приняли, что за I период 2000 особей принесут потомство равное 2000.
Использованная в модели 2 формула расчета численности популяции F(Ч) позволяет сделать вывод что при:
Так как нам известна исходная численность, мы можем рассчитать коэффициент В.
Будем считать это число точкой отсчета. Введем шкалу
0,0005________________0,00009_______________0,00005
При В= 0,00005 популяции ни что не грозит
Для нашей модели мы взяли среднее значение B= 0,00009
Изучение основных представителей животного и растительного мира Антарктиды. Характеристика питания, размножения и расселения пингвинов, тюленей, белых медведей. Описания особенностей гнездования гигантского буревестника, произрастания мхов и лишайников. презентация [2,2 M], добавлен 11.05.2011
Морфологическая характеристика: внешний вид; зубная формула; морфология. Ареал и численность белого медведя. Сезонные изменения в питании зверей. Размножение белых медведей. Рост, развитие медвежат. Линька у белого медведя. Хозяйственное значение и охота. курсовая работа [858,2 K], добавлен 09.11.2010
Обитатели тропических лесов. Общественные птицы – пеликаны, живущие многочисленными колониями. Самый крупный грызун в мире - водосвинка (капибара). Обычаи ленивцев, ягуаров, лосей, рысей и волков. Обычаи обитателей Арктики – тюленей и белых медведей. презентация [151,7 K], добавлен 13.01.2011
Кадмий как химический элемент. Изучение влияния азотнокислого кадмия на активность аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы в сыворотке крови и тканях органов у потомства белых крыс, подвергшихся токсическому действию в неонатальный период. дипломная работа [228,4 K], добавлен 27.10.2010
Места произрастания белых грибов. Внешний вид подосиновика и подберезовика. Экология и распространение маслят и рыжиков. Особенности окраски дубовика. Морфология вешенок, возможность разведения в приусадебном хозяйстве. Разновидности опят, их отличия. презентация [3,4 M], добавлен 30.10.2014
Научная классификация бурых медведей. История распространения вида, статус популяции и значение для человека. Описание внешнего вида медведя, ареал распространения и размножение, заболевание. Принципы содержания и кормления в неволе бурых медведей. реферат [45,4 K], добавлен 18.11.2016
Динамические характеристики популяции: рождаемость, смертность, выживаемость. Пространственное распределение особей, составляющих популяции. Рассмотрение колебания численности популяции как авторегулируемого процесса. Число доступных для жизни мест. презентация [867,8 K], добавлен 25.03.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Популяция белых медведей курсовая работа. Биология и естествознание.
Реферат по теме Тема любви в романе Б. Пастернака «Доктор Живаго»
Курсовая работа по теме Современные методологические аспекты этнографии как науки о народах мира
Реферат: Спортивный стиль. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа по теме Недвижимость как объект гражданского права
Курсовая работа по теме Неизбежность монополюсной цивилизации
Курсовая работа по теме Безналичный денежный оборот
Сочинение Про Осень По Картинке
Сочинение На Тему Пасха На Английском
Эссе Рф Исследование Результаты
Реферат: Римский король
Курсовая Работа На Тему Аграрний Розвиток Німеччини Напередодні Селянської Війни (1524-1525 Рр.)
Реферат: Понятие политического процесса сущность и типология
Реферат: Анализ структуры основных производственных фондов предприятия ОАО "Ивановский молочный завод"
Реферат: Жанр социального романа в творчестве Ч. Диккенса
Курсовая Работа На Тему Сенсорные Системы Ребенка В Развитии Художественного Творчества
Курсовая работа по теме Кластеризация групп входящих пакетов с помощью нейронных сетей конкурирующего типа
Реферат На Тему Система Образования
Дипломная Работа На Тему Установки Погружных Центробежных Насосов Для Добычи Нефти Из Скважин
Реферат На Тему Жизнь И Творчество Марины Цветаевой
Сочинение День Защиты Животных
Главные особенности современной естественной науки - Биология и естествознание курсовая работа
Вчення Вернадського про біосферу - Биология и естествознание презентация
Біологія та екологія ґрунтових олігохет роду apporectoidae Малого Полісся - Биология и естествознание дипломная работа