2025 ICM：Problem E: Making Room for Agriculture
问题 E：为农业腾出空间
为了发展农业，一片长满参天大树和各种野生动物的森林被砍伐殆尽。 鸟类、昆虫和动物曾经繁衍生息的生态系统消失了，取而代之的是一排排农作物。土地开始发生变化--曾经富饶的土壤变得贫瘠，害虫开始入侵农作物。为了解决这个问题，农民们开始使用化学药品，但土地的平衡被打破了。随着这种转变，在森林中繁衍生息的错综复杂的生命网络被打破，新的、由人类驱动的农业循环取而代之，在农业生态系统的基础上形成了新的食物网。在已建立的农业系统中，有蝙蝠、鸟类和其他物种，但要达到这一目的，生态系统必须成熟。
建模和分析：
在世界各地，类似这样的情景时有发生。作为 “考虑成熟农业实践（COMAP）”小组的成员，您被要求构建一个模型，以跟踪从森林到农场的栖息地变化。您的上司让您的小组牵头确定，在生态系统随农业选择演变的过程中，经过改造的林区会随着时间的推移发生怎样的变化。您的主管希望分析既包括自然过程，也包括人为决策。因此，您应从新开垦的林区生态系统模型开始，并跟踪该模型因物种变化以及耕作方式的诸多影响而发生的阶段性变化。您可以作出假设来建立森林到农田的情况，也可以使用这种演变的真实历史样本中各阶段的数据和信息。在分析过程中，您可能需要考虑以下几点：
- 模拟当前的生态系统。为这个新的农业生态系统建立一个基本的食物网模型，该生态系统最近取代了森林茂密的地区。
包括生产者和消费者，以及农业周期和季节性的影响，因为农业周期和季节性会随着时间的推移改变系统的动态。考虑除草剂和杀虫剂的影响，包括化学品使用对植物健康、昆虫数量、蝙蝠和鸟类数量以及生态系统稳定性的影响。
- 纳入物种的重新出现。随着时间的推移，边缘栖息地开始成熟，从而使该地区的本地物种回归。随着物种的回归，农业生态系统会因这些物种与当前环境的相互作用而发生变化。将两种不同的物种纳入模型，以确定其影响。
- Human Decisions
- 人为决定
- 去除除草剂。随着生态系统的成熟，农民可尝试去除部分化学依赖。
o 如果除草剂被移除，报告生态系统在生产者和消费者方面的稳定性。
o 将蝙蝠纳入食物网模型，使生态系统恢复平衡。将蝙蝠模拟为控制害虫数量的食虫动物和支持植物繁殖的授粉动物。考虑蝙蝠与昆虫、植物和捕食者的互动如何影响生态系统的整体稳定性。找出另一种可为生态系统恢复平衡带来益处的物种，并比较其影响。
- 走向绿色？分析农民考虑采用有机耕作方法的影响。应考虑有机耕作不同组成部分的不同情况。展示对整个生态系统和各个组成部分的影响。讨论害虫控制、作物健康、植物繁殖、生物多样性、长期可持续性和成本效益等方面。
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