Predgovor

---

Oznaka: 0098133

EKOLOŠKI MODELI AKVATIČKIH EKOSUSTAVA

ECOLOGICAL MODELLING OF AQUATIC ECOSYSTEMS
Voditelj projekta: dr. sc. Tarzan Legović

Tel. ++385 1 4680 230   e-mail: [e-mail]

Suradnici
Sunčana Geček, magistrica matematičkih znanosti, znanstvena novakinja u suradničkom zvanju asistentice
Marko Jusup, prof. matematike i fizike, znanstveni novak u suradničkom zvanju asistenta
Jasminka Klanjšček, dipl. ing. biologije, znanstvena novakinja u suradničkom zvanju asistentice
Tarzan Legović, doktor fiz. znanosti, znanstveni savjetnik

Vanjski suradnici
Lovorka Gotal, magistrica informatičkih znanosti, Fakultet organizacije i informatike, Sveučilište u Zagrebu, Varaždin (konzultantica)
Branimir Hackenberger, doktor biol. znanosti, Pedagoški fakultet, Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku, Osijek (konzultant)
Dražen Horvat, doktor kem. znanosti, Prehrambeno-biotehnološki fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Zagreb (konzultant)
Damir Kasum, dipl. ing. fizike, Prirodoslovno-matematički fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Zagreb (konzultant)
Nenad Mikulić, doktor biotehnologije, Ministarstvo zaštite okoliša, prostornog uređenja i graditeljstva, Zagreb (konzultant)
Damir Viličić, doktor biol. znanosti, Prirodoslovno-matematički fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Zagreb (konzultant)

Program rada i rezultati na projektu:

1. Analiziran je i poboljšan 1-dimenzionalni model za određivanje duljine podmorskog ispusta. Konstruirani su i primijenjeni 2 i 3 dimenzionalni modeli za određivanje koncentracije antropogenih bakterija kao indikatora zagađenja i za određivanje duljine ispusta u vertikalno stratificiranom moru.

Modeli su primjenjeni na četiri podmorska ispusta koji će se graditi u budućnosti.

2. Sagrađen je 3-dimenzionalni Lagranžijanski model s varijabilnim dnom za predviđanje utjecaja izvora zagađenja u moru i slatkim vodama. Model je primijenjen za predviđanje donosa hranjivih tvari na dno iz akvakultura na sedam različitih lokacija.

3. Implementirani su 2 i 3 dimenzionalni modeli za predviđanje utjecaja iz marina. Modeli su primijenjeni na dvije lokacije marina.

4. Revidirani su raniji rezultati donosa teških metala u Puntarsku dragu te je konstruirana detaljna procedura identifikacije izvora difuznih zagađenja.

5. Konstruiran je model dinamike fitoplanktona ovisan o dvije i više hranjivih tvari.

Taj je model osnova za ekološko modeliranje koje uključuje više ciklusa hranjivih tvari.

6. Konstruiran je prvi jednodimenzionalni model ekosustava mora koji uključuje fitoplankton i zooplankton te čuva biomasu. Model je uspješno primijenjen za opisivanje pojave dubokog maksimuma klorofila u Sredozemnom moru.

7. Konstruiran je matematički model sustava za održavanje života posade tijekom dugih interplanetarnih misija. Sustav je oko 30 puta efikasniji od sustava koji razvija NASA te predstavlja glavni doprinos Europe misiji na Mars.

8. Analizirani su ekološki modeli jedne populacije, dvije nezavisne populacije, plijen predator sustava i modeli dvaju kompetitora u odnosu na izlov. Modeli su primijenjeni za objašnjenje stanja pridnenih riba u jadranu. Tako je nađen ukupan prelov ekonomski važnih vrsta, objašnjen je nestanak predatora iz nekih zona u Jadranskom moru. Ta su istraživanja bila osnova za proglašenje ribarsko-ekološke zone, 2003 g.

9. Konstruiran je model dvije starosne grupe inćuna u Jadranskom moru. Izračunato je stanje prelova inčuna u Jadranu od 1982 na dalje.

10. Pokazano je da ekološki modeli koji se primijenjuju u obalnom moru redovito podbacuju u inverznom načinu rada kad predviđaju donos hranjivih tvari u more iz produkcije fitoplanktona. Naime, produkcija fitoplanktona uz obalu je inhibirana uglavnom nepoznatim spojevima koji se ispiru s kontinenta u more.

11. Upotrebljen je softverski paket VORTEX za simulaciju dinamike populacije smeđeg medvjeda u Hrvatskoj. Iz analize osjetljivosti modela zaključeno je da valja smanjiti lov na medvjeda ako želimo povećati vjerojatnost preživljavanja populacije u Hrvatskoj.

Research programme and results:

1. One dimensional model for estimating length of submarine outfall has been upgraded.

Two and three dimensional models have been constructed and applied for estimating length of submarine outfall in a stratified sea.

2. Three dimensional Lagrangian model with variable depth has been constructed to estimate impact of fish aquaculture. The model has been applied to seven locations.

3. Two and three dimensional model have been implemented for estimating impact of marinas to the water column. Models have been applied to two locations.

4. Inputs of heavy metals into Punat bay have been revised. Detailed procedure to identify difuse sources of pollutanst has been applied.

5. Phytoplankton dynamics model based on two or more nutrients is constructed. The model represents a basis for ecological modelling which includes cycles of nutrients.

6. One dimensional model in vertical direction has been constructed. It includes phytoplankton and zooplankton. The model has been applied to explain occurence of deep chlorophyl maximum in the Mediterranean.

7. A mathematical model for life support system during long interplanetary missions have been constructed. The system is a main contribution of Europe to the mission to Mars.

8. It has been estimated that predators of the benthic part of Adriatic Sea have been overfished and some driven to extinction from some parts of the sea. Mathematical models have been constructed to explain the phenomenon. Based on these results Croatia proclaimed ecological protected zone.

9. A model of two age stages of anchovies has been constructed and calibrated to data from the Adriatic Sea. It has been conclude that anchovies are overfished since 1982.

10. When ecological models are used to predict input of nutrients based on primary production in coastal sea, we expect that they will underestimate nutrient input. It has been shown that primary production is smaller than expected due to unknown substances which seem to be toxic to algae.

11. Based on the VORTEX package a dynamics of brown bear in Croatia has been simulated. It is concluded that, based on the precautionary principle, hunting quota need to decrease in order to increase the probability of population survival.