Enkeltfag 10 ECTS

Matematisk økologisk modellering

Overordnede kursusmål

Kurset er en introduktion til matematiske modeller for biologiske systemer. Det vil sætte den studerende i stand til at evaluere, udvikle og anvende simple dynamiske populationsmodeller. Kurset vil introducere den nødvendige matematiske baggrund og programmeringsteknik.

See course description in English

Læringsmål

  • Præsentere og diskutere en matematisk model for et publikum på samme niveau.
  • Udvikle, diskutere og løse numerisk differential- og differensligninger, der optræder i matematisk biologi.
  • Argumentere for størrelsen af parametre som fertilitet, dødelighed og migrationsrater i faktiske populationer, og deres betydning i modeller.
  • Vurdere karakteristiske størrelser og skalaer i populationsdynamiske modeller.
  • Argumentere for valg af parameterværdier i en model anvendt i en specifik biologisk kontekst.
  • Gennemføre stabilitetsanalyse af ligevægtspunkter og identificere bifurkationer.
  • Afgøre hvilken modelstruktur, der er passende til at besvare et givent spørgsmål i forbindelse med f.eks. forvaltning af ressourcer eller risikovurdering.
  • Benytte populationsmodeller til at besvare sådanne spørgsmål.
  • Visualisere dynamikken i biologiske systemer ved hjælp af softwarepakker.
  • Anvende gode programmeringsteknikker og vaner for modeller af biologiske systemer.
  • Diskutere simple matematiske modeller for bæredygtig udnyttelse af marine ressourcer og naturbevarelse, der understøtter FNs bæredygtighedsmål 14 (liv i havet) og 15 (liv på landjorden).

Kursusindhold

Kurset er en introduktion til matematiske modeller af levende organismers bestandsdynamikker, fra bakterier til hvaler. Fokus er på konceptuelle modeller baseret på differential- og differensligninger, som illustrerer grundlæggende koncepter i bestandsmodellering. Et vigtigt mål er at sætte deltagerne i stand til at knytte en biologisk situation sammen med en abstrakt matematisk model, dvs. udvikle en forståelse af de biologiske antagelser, der ligger til grund for modellen, og af de økologiske konsekvenser af dens resultater. Hovedemnerne er enkeltartsmodeller af populationer (logistisk vækst), flerartsmodeller (konkurrence og predator-prey relationer), funktionelle responser, udnyttelse af levende systemer, årlige successioner, epidemiologiske modeller og rumlig populationsdynamik. Yderligere grundlæggende begreber fra evolutionær dynamik introduceres. Halvdelen af sessionerne anvendes til at træne grundlæggende modelprogrammering baseret på eksempler på biologiske systemer. Kurset lægger nogen vægt på at udvikle og evaluere deltagernes evner til at fremlægge fagligt materiale. I kursets sidste del udvikler de studerende deres egne projekter, som bliver evalueret ved en poster session.

Undervisningsform

Kurset er baseret på korte forelæsninger og længere numeriske (computer) øvelser. Resultaterne af øvelserne præsenteres af de studerende og diskuteres i plenum.

Fakultet

Se kurset i kursusbasen

Tilmelding

Sprog
Varighed

13 uger

Institut

Aqua

Sted

DTU Other Campus

Kursus ID 25328
Kursustype Kandidat
Pris

15.000,00 kr.

Tilmelding