李子豪 魏泽涵 宋妙然

(华北理工大学,河北 唐山063200)

1 问题背景

随着当今科学与技术的高速发展,生态环境问题日渐显现,越来越多的人开始关注生态问题,碳循环作为极为重要的生态循环描述了地球整个地球化学循环中碳交换的过程,是地球上生命的重要组成部分。碳循环的一部分包括化合物的分解,这使碳以更新并以其他形式使用。这一过程的一个关键组成部分是植物材料和木质纤维的分解,分解木质纤维的关键因素是真菌。针对此次问题,我们仅关注真菌的两个特性:真菌的生长速度和耐湿性,主要目标是在给定的一片土地上建立木质纤维分解的模型。

2 问题分析

针对真菌分解模型的计算问题。首先根据各类真菌之间的反应机理,确定反应关系式,得出真菌分解主要种类,确定真菌主要种类的反应原理。根据真菌反应机理建立分解高斯模型,得出公式。模型输入:各真菌的数量、生长速率、耐湿性,环境变量等。模型输出:分解物的分解率等。计算式包括:各类真菌的相互作用。

3 模型的建立和求解

3.1 真菌分解地面凋落物及木质纤维的机理分析

3.1.1 地面凋落物及木质纤维的成分分析

木质纤维的主要构成是木质纤维素,约占40%,半纤维素约占20%-30%,木质素约占20%-30%。许多微生物能分解单独存在的纤维素,但由于在细胞壁中纤维素受到木质素的保护,而木质素有完整坚硬的外壳,生物不易被微生物降解,因此,纤维素的分解受到限制。……