10 12
Amunt: La sala d'estudis

Destrucció de l'hàbitat



Percolació i fragmentació

Considerem aquest problema: si en una xarxa comencem a treure caselles de manera aleatòria,

  1. Fins a quin moment existiran camins que conectin els dos extrems de la xarxa?
  2. Quina és l'area del grup de caselles conectades entre si més gran?

Figura 1: Percolació
\begin{figure}\leavevmode
\begin{center}
\leavevmode
\epsfxsize =2cm
\epsfbox{pe...
...box{percola5.eps}\epsfxsize =2cm
\epsfbox{percola6.eps}\end{center}
\end{figure}

Aquest problema és d'interès per modelitzar coses tant diferents com la ruptura d'un dielèctric, el temps d'extinció natural d'un incendi, la permeabilitat d'una roca, la propagació de malalties o la preparació de cafè!



Fenòmens crítics

Una transició de fase té lloc quan a una substància es produeix un canvi de les propietats relacionades amb l'ordre a un nivell microscòpic.

Per exemple, a $100C$ l'aigua té una transició de la fase líquida a la fase gasosa.

Un punt crític és el final d'una línia de coexistència a un diagrama de fases.

Figura 2: Diagrama de fases
\begin{figure}\leavevmode
\begin{center}
\leavevmode
\epsfxsize =7cm
\epsfbox{coexist.eps}\end{center}
\end{figure}

En el punt crític el pas d'una fase a una altra es produeix de manera ``suau'' (transició de fase de segon ordre). Les propietats en el punt crític són universals en el sentit de que sistemes molt diferents es comporten igual.

Dues quantitats són importants: el paràmetre d'ordre i la longitud de correlació (caselles ocupades/mida illa més gran i mida de l'illa més gran).



Autòmata cel.lular

Un autòmata cel.lular és un conjunt de regles que s'apliquen a un model que és discret en l'espai, en el temps i en la quantitat modelitzada.

S'ha de complir que l'estat de cada casella depengui de l'estat d'altres caselles veïnes a l'instant anterior i/o de la seva pròpia història.

Figura 3: Regles de l'autòmata cel.lular
\begin{figure}\leavevmode
\begin{center}
\leavevmode
\epsfxsize =1.5cm
\epsfbox{...
...box{vida2.eps}\epsfxsize =1.5cm
\epsfbox{vida3.eps}\par\end{center}
\end{figure}

En el nostre autòmata hi haurà tres tipus de caselles: inhabitables, habitables i habitades.

Nosaltres farem servir aquestes regles:

  1. Una casella inhabitable sempre serà inhabitable.
  2. Una casella habitable que tingui, com a mínim, una veina habitada té una probabilitat del 20% d'esdevenir habitada al torn següent.
  3. Una casella habitada té una probabilitat del 20% de convertir-se en habitable en el torn següent.



Influència de la destrucció de l'hàbitat

Idea intuitiva: la destrucció d'un cert percentatge de l'hàbitat comporta una reducció proporcional de l'espècie que l'habita.

Els resultats de l'autòmata cel.lular indiquen el contrari: la reducció és més forta que si fos proporcional i per sota d'un cert umbral l'espècie s'extingeix encara que la destrucció de l'hàbitat no sigui total.

Figura 4: Evolució en funció de la destrucció de l'hàbitat
\begin{figure}\leavevmode
\begin{center}
\leavevmode
\epsfxsize =7cm
\epsfbox{colons.eps}\end{center}
\end{figure}




10 12
Amunt: La sala d'estudis
Taller de simulació medi ambiental
2002-02-12