2001年美国大学生交叉学科建模竞赛(IOM)题目 我们的水系不确定的前景 斑马贻贝, Dreissena polymorpha,是指甲般大小的淡水软体动物,经由越洋货轮的压舱水不留意引入 北美。自上个世纪80年代中期引入以来,它们已经遍布五大湖并且扩展到越来越多的美国和加拿大内陆 水系。斑马贻贝依附在各种表面上,诸如码头,船壳,商用鱼网,吸水管和阀门,本地软体动物和其他斑 马贻贝。它们的为人所知的天敌,某些潜水鸭,淡水鹧鸪,鲤鱼,以及鲟鱼,没有足够的数量对他们产生 重大的影响。斑马贻贝已经严重地冲击五大湖生态系统和经济。许多社区正在设法控制或者消灭这些水生 害虫。原始资料:GreatLakesSeaGrantNetworkhttp:/www.sgnis.org 研究人员正在试图分辨与斑马贻贝在北美水系蔓延有关的环境变数。可以限制或阻止斑马贻贝扩展的 相关因素是不确定的。你可以查阅若干参考数据,包括供水系统中一些化学药品和物质的列表,这些或许 对斑马贻贝在各个水系的扩展产生影响。此外,你可以假定,单独的斑马贻贝每年都能生长15毫米,生 命期介于4-6年之间。常见的贻贝每天吞吐1升水。 要求A:研讨可能影响斑马贻贝扩展的环境因素 要求B:利用化学数据,提供在: http://www.comap.com/undergraduate/contests/icm/imagesdata/lakeacheml.xls 和贻贝增殖数据,提供在 http://www.comap.com/undergraduate/contests/icm/imagesdata/lakeapopulationl.xls 对于斑马贻贝在湖泊A中的数量增长建立模型。要保证熟读有关收集斑马贻贝数 据的说明。 要求C:利用来自另一位科学家的关于湖泊A的附加数据,提供在: http://www.comap.com/undergraduate/contests/icm/imagesdata/lakeachem2.xi 和附加的贻贝增殖数据,提供在 http:/w 证实你依据要求B所建模型的合理性。借助于这个附加数据,调整你的前面的模 型。分析你的模型的效能,讨论它的灵敏度 要求D:利用来自美国两个湖泊(湖泊B和湖泊C)的化学数据,提供在: http://www.comap.com/undergraduate/contests/icm/imagesdata/lakeb.xlslakeB.xls http://www.comap.com/undergraduate/contests/icm/imagesdata/lakec.xlslakec.xls 确定这些湖泊是否易受斑马贻贝扩展的损害。论述你的预言。 要求E:临近湖泊B(见要求D)的社区正在考虑在接近湖泊的路面上采取特殊冬季除冰政策。请为 当地政府官员就有关除冰化学制剂政策编写一个工作指导。在你的工作指导中,要对冬季除冰给予斑马贻 贝增殖的长期冲击申明你的预见 要求F美国的一个当地社区提议引进刺鳍鱼。斑马贻贝较少被当地鱼类吃掉,所以,它们就在生态上 充当了一种终结者。但是,100mm以上的刺鳍鱼几乎唯一地以斑马贻贝为食。具有讽刺意味的是,由于 栖息地破坏,刺鳍鱼在俄罗斯黑海和里海的原始栖息地中面临危险。除了你的技术报告以外,请包括一个 特地为当地社区领导编写的言简意赅的报告(至多三页),对他们引进刺鳍鱼的提议作出反应。也要建议 多种方法在各个水系内和水系之间降低贻贝的增殖。 有关收集斑马贻贝数据的说明斑马贻贝的发育状态划分成三个阶段:面盘幼体(幼虫),沉积幼体和 成年贻贝。面盘幼体(极细微的斑马贻贝幼虫)悬浮在水中漂来荡去一到三个星期,尔后开始寻找硬的行 将依附的表面并且开始它们的成年生活。查看斑马贻贝幼虫是困难的,因为它们不易单凭裸眼看清楚。沉 积幼体贻贝可以在船只和汽艇一类光滑表面上摸到。年深日久的斑马贻贝侵扰会覆盖一个表面,甚至形成 厚厚的垫子,有时达到很高的密度。沉积贻贝的密度由安放在湖泊中的三块15x15cm沉积板来测定。顶 上的板在整个取样季节(S-季节性的)中都留在水中以便评估季节累积。中间和底下两块板在经过特定时 间段(A—替换性的)以后取走待查,这个时间段在数据文件中由 Lake Days表示。沉积板被放在显微镜 下,而且,在板的下表面上所有沉积贻贝被计数,尔后在贻贝/m2单位下完成密度报告 各类数据存放在无格式xls文件中; LakeA Chemlof xIs, LakeA Populationl. xls, Lake AHem2 of xls LakeAPopulation2.xls, LakeB XLS, LakeC XL 王强译 更正: 2000年第2期本通讯第12页 Problem B中, Requirement a:“…,Frst, no two transmitters within distance2001 年美国大学生交叉学科建模竞赛（ICM）题目 我们的水系—不确定的前景 斑马贻贝，Dreissena polymorpha，是指甲般大小的淡水软体动物，经由越洋货轮的压舱水不留意引入 北美。自上个世纪 80 年代中期引入以来，它们已经遍布五大湖并且扩展到越来越多的美国和加拿大内陆 水系。斑马贻贝依附在各种表面上，诸如码头，船壳，商用鱼网，吸水管和阀门，本地软体动物和其他斑 马贻贝。它们的为人所知的天敌，某些潜水鸭，淡水鹧鸪，鲤鱼，以及鲟鱼，没有足够的数量对他们产生 重大的影响。斑马贻贝已经严重地冲击五大湖生态系统和经济。许多社区正在设法控制或者消灭这些水生 害虫。原始资料：Great Lakes Sea Grant Network http://www.sgnis.org/ 研究人员正在试图分辨与斑马贻贝在北美水系蔓延有关的环境变数。可以限制或阻止斑马贻贝扩展的 相关因素是不确定的。你可以查阅若干参考数据，包括供水系统中一些化学药品和物质的列表，这些或许 对斑马贻贝在各个水系的扩展产生影响。此外，你可以假定，单独的斑马贻贝每年都能生长 15 毫米，生 命期介于 4-6 年之间。常见的贻贝每天吞吐 1 升水。 要求 A：研讨可能影响斑马贻贝扩展的环境因素。 要求 B：利用化学数据，提供在： http://www.comap.com/undergraduate/contests/icm/imagesdata/LakeAChem1.xls 和贻贝增殖数据，提供在： http://www.comap.com/undergraduate/contests/icm/imagesdata/LakeAPopulation1.xls 对于斑马贻贝在湖泊 A 中的数量增长建立模型。要保证熟读有关收集斑马贻贝数 据的说明。 要求 C：利用来自另一位科学家的关于湖泊 A 的附加数据，提供在： http://www.comap.com/undergraduate/contests/icm/imagesdata/LakeAChem2.xls 和附加的贻贝增殖数据，提供在： http://www.comap.com/undergraduate/contests/icm/imagesdata/LakeAPopulation2.xls 证实你依据要求 B 所建模型的合理性。借助于这个附加数据，调整你的前面的模 型。分析你的模型的效能，讨论它的灵敏度。 要求 D：利用来自美国两个湖泊（湖泊 B 和湖泊 C）的化学数据，提供在： http://www.comap.com/undergraduate/contests/icm/imagesdata/LakeB.xlsLakeB.xls 和 http://www.comap.com/undergraduate/contests/icm/imagesdata/LakeC.xlsLakeC.xls 确定这些湖泊是否易受斑马贻贝扩展的损害。论述你的预言。 要求 E：临近湖泊 B（见要求 D）的社区正在考虑在接近湖泊的路面上采取特殊冬季除冰政策。请为 当地政府官员就有关除冰化学制剂政策编写一个工作指导。在你的工作指导中，要对冬季除冰给予斑马贻 贝增殖的长期冲击申明你的预见。 要求 F:美国的一个当地社区提议引进刺鳍鱼。斑马贻贝较少被当地鱼类吃掉，所以，它们就在生态上 充当了一种终结者。但是，100 mm 以上的刺鳍鱼几乎唯一地以斑马贻贝为食。具有讽刺意味的是，由于 栖息地破坏，刺鳍鱼在俄罗斯黑海和里海的原始栖息地中面临危险。除了你的技术报告以外，请包括一个 特地为当地社区领导编写的言简意赅的报告（至多三页），对他们引进刺鳍鱼的提议作出反应。也要建议 多种方法在各个水系内和水系之间降低贻贝的增殖。 有关收集斑马贻贝数据的说明斑马贻贝的发育状态划分成三个阶段：面盘幼体（幼虫），沉积幼体和 成年贻贝。面盘幼体（极细微的斑马贻贝幼虫）悬浮在水中漂来荡去一到三个星期，尔后开始寻找硬的行 将依附的表面并且开始它们的成年生活。查看斑马贻贝幼虫是困难的，因为它们不易单凭裸眼看清楚。沉 积幼体贻贝可以在船只和汽艇一类光滑表面上摸到。年深日久的斑马贻贝侵扰会覆盖一个表面，甚至形成 厚厚的垫子，有时达到很高的密度。沉积贻贝的密度由安放在湖泊中的三块 15x15 cm 沉积板来测定。顶 上的板在整个取样季节（S –季节性的）中都留在水中以便评估季节累积。中间和底下两块板在经过特定时 间段（A—替换性的）以后取走待查，这个时间段在数据文件中由 Lake Days 表示。沉积板被放在显微镜 下，而且，在板的下表面上所有沉积贻贝被计数，尔后在贻贝/m2 单位下完成密度报告。 各类数据存放在无格式 xls 文件中：LakeAChem1of.xls，LakeAPopulation1.xls，LakeAChem2of.xls， LakeAPopulation2.xls，LakeB.XLS，LakeC.XLS 王强译 更正： 2000 年第 2 期本通讯第 12 页 Problem B 中，Requirement A: “…. First, no two transmitters within distance