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Food Chain for Windows

食物連鎖シミュレーション


fc_icon.gif (1095 バイト)
Version 2.xx

ダウンロード

食物連鎖シミュレーション『ピラミッド』による授業の実践記録(少々)
2006/12/30

使用説明書
email to y_osone@hotmail.com(おおそね)


fc_simu.gif (19238 バイト)

図1 ピラミッド形の食物連鎖の世界



ソフトウェアのねらい

 生物どうしの食べる・食べられるという関係の結びつきを食物連鎖といいます。食物連鎖における生物どうしの数量関係は、緑色植物を底面とし、肉食植物を頂点として示すと、図1のようなピラミッド形で表すことができます。

 生物の数は、季節や年によって変動しますが、変化のなかにもつり合いが保たれており、その変動の様子は図2のような模式図で表されます。また、この変動は、時間的・空間的に大きな広がりがあるため、実験・観察などの直接体験が難しい(資料の読み取りが中心となりがちな)事象の一つです。

ugokasitai.gif (39361 バイト)

図2 食物連鎖の模式図

そこで、

  1. ピラミッド形の食物連鎖の世界を、静止した模式図ではなく、増減変動する図として提示したいなぁ・・・。 

  2. 環境操作(自然破壊)の模擬的な試行ができる仕組みを取り入れて、実際の操作の体験をとおして「生物の世界は、いったんつり合いがくずれると、もとにもどるまで長い時間がかかる。いちどくずれてしまったつり合いは、長い時間をかけても再びもどらない場合もある。」といった事項に気づいたり、考察できるシミュレーションモデルをつくりたいなぁ・・・。

   と考え、作成したのが本ソフトです。

 シミュレーションの利点は、失敗を気にせず繰り返し何度でも試行・体験できるところにあります。このソフトを活用して、


 などの課題に取り組んだり、さらには自然環境の保全等にも興味をもって探究・考察するようになってもらえれば、幸いです。

 


対象機種・環境

使用方法

  1. ソフトウェアの起動

    fc_start.jpg (47184 バイト)

     この図は、fc_icon.gif (1095 バイト) アイコンのFchain.exe をクリックして、起動直後のスタート画面です。「開始」ボタンを押すと、個体数変動シミュレーションの画面(図1)へと進みます。
     シミュレーションを終えると、再びこの画面に戻りますが、この画面に戻れば、シミュレーションの経過はファイルに記録・保存され、初期値に戻ります。

     

  2. 個体数変動シミュレーション

     ここには 「開始/停止」、「個体数」、「再試行」の3つのボタンがあります。終了するにはプルダウンの「メニュー」から「もどる」を選択します。

  3. 変数設定などについて

    図7
    個体数初期値や変数処理の設定操作画面


     起動直後のスタート画面で、プルダウン「メニュー」から「初期値・変数処理の設定」を選ぶと図7の画面へと進みます。

  4. シミュレーションモデルについて


     このプログラムでは、捕食者と被食者という2種の個体数関係の時間的変化を示す数学モデル(ロトカ・ボルテラの式)を拡張した数学モデル(図8)を組み込んでいます。(参考文献:現代生物学演習(培風館1975)・・・学生時代に使用した懐かしの教科書です

    fc_option.jpg (45049 バイト)

    図8 変動係数の設定画面

    fc_icon.gif (1095 バイト) アイコンのFchain.exe をクリックして、起動直後のスタート画面で、プルダウン「メニュー」から「変動係数の設定」を選ぶと図8の画面へと進みます。

     各個体群ごとの微分方程式には、それぞれの環境適合度(係数a1,b1,c1,d1の部分)に加えて

     等の条件が組み込まれていますが、この設定画面で、a1〜・・・d3まで 計12個の係数初期値を5段階のスケールで増減調節できるよう工夫しました。

     しかし、この設定画面で行う係数値の組み合わせは、 5の12乗通りもあり、そのほとんどは試していません。ほんの数通りを試してみただけですが、係数値をむやみやたらに変えてしまうと、ピラミッド図形は拡散的な変動や収束的な変動をしてしまい、生態系的に全く意味のないモデルとなってしまう場合が多いと感じました。したがって、

     各係数は初期値として、個体群が周期的に変動するような値に設定してありますから、手っ取り早く使う場合は図8の設定画面の操作は不要です。お時間がありましたら、適宜ご活用下さい。現実の生態系モデルに適合しそうな設定例を一つでも見いだしていただければ、ありがたいです。


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最終更新日 : 2006/12/31.



begin at 2002.2.24〜