Comprehensive analysis of parameter

Comprehensive analysis of parameter and driver sensitivity is key to establishing the credibility of models
representing complex systems. This is especially so for models of natural systems where experimental
manipulation of the real-world to provide controlled validation data is not possible. End-to-end
ecosystem models (nutrients to birds and mammals) of marine ecosystems fall into this category with
applications for evaluating the effects of climate change and fishing on nutrient fluxes and the abundances
of flora and fauna. Here we present results of both ‘one-at-a-time’ (OAT) and variance based
global sensitivity analyses (GSA) of the fish and fishery aspects of StrathE2E, an end-to-end ecosystem
model of the North Sea. The sensitivity of the model was examined with respect to internal biological
parameters, and external drivers related to climate and human activity. The OAT Morris method was first
used to screen for factors most influential on model outputs. The Sobol GSA method was then used to
calculate quantitative sensitivity indices. The results indicated that the fish and shellfish components of
the model (demersal and pelagic fish, filter/deposit and scavenge/carnivore feeding benthos) were influenced
by different sets of factors. Harvesting rates were highly influential on demersal and pelagic fish
biomasses. Suspension/deposit feeding benthos were directly sensitive to changes in temperature, while
the temperature acted indirectly on pelagic fish through the connectivity between model components
of the food web. Biomass conversion efficiency was the most important factor for scavenge/carnivorous
feeding benthos. The results indicate the primacy of fishing as the most important process affecting total
fish biomass, together with varying responses to environmental factors which may be relevant in the
context of climate change. The non-linear responses and parameter interactions identified by the analysis
also highlight the necessity to use global rather than local methods for the sensitivity analysis of
ecosystem models.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การวิเคราะห์ความไวของพารามิเตอร์และควบคุมครอบคลุมเป็นคีย์เพื่อสร้างความน่าเชื่อถือของแบบจำลองแสดงถึงระบบที่ซับซ้อน เป็นอย่างยิ่งดังนั้นสำหรับรูปแบบของระบบธรรมชาติทดลองจัดการของโลกจริงให้ข้อมูลตรวจสอบควบคุมไม่ได้ สิ้นสุดการสิ้นสุดแบบจำลองระบบนิเวศ (สารอาหารให้เลี้ยงลูกด้วยนมและนก) ของระบบนิเวศทางทะเลอยู่ในประเภทนี้ด้วยโปรแกรมประยุกต์สำหรับการประเมินผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และประมง fluxes ธาตุอาหารและการ abundancesของพืชและสัตว์ ที่นี่เรานำเสนอผลลัพธ์ทั้ง 'หนึ่งที่-a-' (ข้าวโอ๊ต) และแปรปรวนวิเคราะห์ความไวสากล (GSA) ด้านปลาและประมงของ StrathE2E ระบบนิเวศการสิ้นสุดเพื่อสิ้นสุดรูปแบบของทะเลเหนือ ความไวของแบบจำลองถูกตรวจสอบกับทางชีวภาพภายในพารามิเตอร์ และโปรแกรมควบคุมภายนอกที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศและกิจกรรมที่มนุษย์ วิธีข้าวโอ๊ตมอร์ริสเป็นครั้งแรกใช้หน้าจอสำหรับปัจจัยที่มีอิทธิพลสูงสุดในการแสดงผลแบบจำลอง แล้วได้ใช้วิธี Sobol GSAคำนวณดัชนีความไวเชิงปริมาณ ระบุผลลัพธ์ที่ปลาและหอยส่วนประกอบของรูปแบบ (demersal และเกี่ยวกับปลา กรอง/ฝาก และ scavenge/มังสวิรัติ ชอบดื่มแอลกอฮอล์อาหาร benthos) มีอิทธิพลโดยชุดที่แตกต่างกันของปัจจัย เก็บเกี่ยวราคาถูกมีอิทธิพลสูง demersal และเกี่ยวกับปลาbiomasses ระงับ/ฝาก benthos อาหารได้โดยตรงมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ขณะที่อุณหภูมิที่ดำเนินเกี่ยวกับปลาผ่านการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบของรูปแบบทางอ้อมเว็บอาหาร ชีวมวลแปลงประสิทธิภาพเป็นปัจจัยสำคัญที่สุดสำหรับ scavenge/กิน เนื้ออาหาร benthos ผลระบุว่า primacy ของชาวประมงเป็นกระบวนการสำคัญที่ส่งผลกระทบต่อผลรวมปลาชีวมวล พร้อมกับการตอบสนองที่แตกต่างกันกับปัจจัยสิ่งแวดล้อมซึ่งอาจจะเกี่ยวข้องกับการบริบทของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ คำตอบที่ไม่ใช่เชิงเส้นและโต้ตอบพารามิเตอร์ระบุวิเคราะห์นอกจากนี้ยัง เน้นความจำเป็นใช้ส่วนกลางแทนวิธีการเฉพาะสำหรับการวิเคราะห์ความไวของรูปแบบจำลองระบบนิเวศ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมของพารามิเตอร์และความไวขับเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างความน่าเชื่อถือของรูปแบบที่เป็นตัวแทนของระบบที่ซับซ้อน
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อให้รูปแบบของระบบธรรมชาติที่ทดลองการจัดการของโลกแห่งความจริงที่จะให้ข้อมูลการตรวจสอบการควบคุมเป็นไปไม่ได้ แบบ end-to-end
รุ่นระบบนิเวศ (สารอาหารให้กับนกและเลี้ยงลูกด้วยนม) ของระบบนิเวศทางทะเลอยู่ในประเภทนี้ที่มีการใช้งานสำหรับการประเมินผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการประมงในฟลักซ์สารอาหารและปริมาณของพืชและสัตว์ ที่นี่เรานำเสนอผลของทั้งสองหนึ่งที่-a-เวลา (OAT) และความแปรปรวนตามการวิเคราะห์ความไวทั่วโลก(GSA) ในด้านปลาและการประมงของ StrathE2E, ระบบนิเวศแบบ end-to-end รูปแบบของทะเลเหนือ ความไวของรูปแบบที่ได้รับการตรวจสอบเกี่ยวกับการทางชีวภาพภายในพารามิเตอร์และไดรเวอร์ภายนอกที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศและกิจกรรมของมนุษย์ วิธี OAT มอร์ริสเป็นครั้งแรกที่นำมาใช้เพื่อหน้าจอสำหรับปัจจัยที่มีอิทธิพลมากที่สุดในรูปแบบเอาท์พุท วิธี GSA Sobol ถูกนำมาใช้เพื่อคำนวณดัชนีความไวเชิงปริมาณ ผลการวิจัยพบว่าส่วนประกอบปลาและหอยของรูปแบบ (สัตว์น้ำและปลาทะเลกรอง / เงินฝากและไล่ / การให้อาหารสัตว์กินเนื้อสัตว์หน้าดิน) ได้รับอิทธิพลจากชุดที่แตกต่างของปัจจัย อัตราการเก็บเกี่ยวมีอิทธิพลสูงในปลาและสัตว์น้ำทะเลชีวมวล ช่วงล่าง / เงินฝากให้อาหารสัตว์หน้าดินได้โดยตรงมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในขณะที่อุณหภูมิที่ทำหน้าที่ทางอ้อมในปลาทะเลผ่านการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบรูปแบบของเว็บอาหาร ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานชีวมวลเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดสำหรับไล่ / กินเนื้อสัตว์หน้าดินให้อาหาร ผลการศึกษาพบเป็นอันดับหนึ่งของการตกปลาเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อการรวมชีวมวลปลาร่วมกับการตอบสนองที่แตกต่างกันกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่อาจจะเกี่ยวข้องในบริบทของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การตอบสนองที่ไม่ใช่เชิงเส้นและการมีปฏิสัมพันธ์พารามิเตอร์ระบุการวิเคราะห์ยังเน้นความจำเป็นที่จะใช้ทั่วโลกมากกว่าวิธีการในท้องถิ่นสำหรับการวิเคราะห์ความไวของแบบจำลองระบบนิเวศ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมของพารามิเตอร์และคนขับรถไวคือ คีย์เพื่อสร้างความน่าเชื่อถือของแบบจำลอง
เป็นตัวแทนของระบบที่ซับซ้อน นี้โดยเฉพาะดังนั้นสำหรับแบบจำลองของระบบธรรมชาติที่จัดการทดลอง
ของโลกแห่งความจริงเพื่อให้ควบคุมความถูกต้องของข้อมูลได้ จบสิ้น
แบบจำลองระบบนิเวศ ( รังนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ) ของระบบนิเวศทางทะเลตกอยู่ในประเภทนี้
การประเมินผลของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและตกปลาในฟลักซ์ของสารอาหารและ abundances
ของพืชและสัตว์ . ที่นี่เรานำเสนอผลลัพธ์ของทั้ง ' ' หนึ่ง - at - A - เวลา ( โอ๊ต ) และความแปรปรวนของโลกจากการวิเคราะห์ความไว
( GSA ) ของปลาและสัตว์น้ำ strathe2e ด้าน ,เป็นระบบนิเวศแบบ end - to - end
ของทะเลเหนือ ความอ่อนไหวของแบบจำลองที่ศึกษาเกี่ยวกับชีวภาพ
ภายใน และภายนอกที่เกี่ยวข้องกับโปรแกรมควบคุมสภาพภูมิอากาศและกิจกรรมของมนุษย์ วิธีโอ๊ตมอร์ริสเป็นครั้งแรก
ใช้หน้าจอสำหรับปัจจัยที่มีอิทธิพลมากที่สุดต่อเอาท์พุทแบบ ส่วนโซเบิล GSA วิธีจากนั้นนำดัชนีความไว

คำนวณปริมาณผลการศึกษา พบว่า ปลา และหอย ส่วนประกอบของรูปแบบ (
/ กรองและเงินฝากปริมาณมากที่สุดบริการค้นหาและกรอง / สัตว์กินเนื้อให้อาหารสัตว์หน้าดิน ) ได้รับอิทธิพล
ด้วยชุดที่แตกต่างกันของปัจจัย อัตรากำลังมีอิทธิพลอย่างสูงต่อการเก็บเกี่ยวและปลาผิวน้ำ BIOMASSES ปริมาณมากที่สุด
. การระงับ / ฝากให้อาหารสัตว์หน้าดินได้โดยตรง ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของ อุณหภูมิ ในขณะที่
อุณหภูมิบนผิวน้ำ ปลาทำทางอ้อมผ่านการเชื่อมต่อระหว่างรูปแบบองค์ประกอบ
ของสายใยอาหาร ประสิทธิภาพการเปลี่ยนชีวมวลเป็นปัจจัยที่สำคัญมากสำหรับกรอง / สัตว์กินเนื้อ
ให้อาหารสัตว์หน้าดิน . การระบุเอกประมงที่สำคัญที่สุดกระบวนการที่มีผลต่อมวลชีวภาพปลารวม
,พร้อมกับการตอบสนองต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่อาจเกี่ยวข้องใน
บริบทของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การตอบสนองและการโต้ตอบแบบพารามิเตอร์ระบุการวิเคราะห์
ยังเน้นความจำเป็นที่จะใช้ทั่วโลก มากกว่าวิธีการท้องถิ่น การวิเคราะห์ความอ่อนไหวของแบบจำลองระบบนิเวศ
.