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ECOLOGY-MODEL.md

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+# ECOSPHERE v41 — 生態モデル仕様
+
+## 1. 単位と timestep
+
+- time: day
+- `dt = 1/24 day`
+- distance: m
+- animal wet mass: kg
+- animal energy reserve: kJ
+- producer / zooplankton: kg biomass m^-2
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+## 2. 表現
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+- terrestrial/aquatic producer: `ResourceField` grid
+- zooplankton: cohort biomass grid
+- macro consumers: individual agents
+- food web: fixed sparse consumer-resource graph
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+水深/鉛直層、人為的攪乱、自動移入、自動種分化は実装しない。
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+## 3. 生産者
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+水域の最大増殖率:
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+`muMax(T) = 0.81 * exp(0.0631*T) day^-1`
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+実増殖率:
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+`mu = muMax(T) * min(fN,fP) * fLight`
+
+freshwater / marine で Bissinger式を温度上限として使い、光・N・P で制限する。dissolved oxygen はこの式へ直接掛けない。
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+陸上 producer は fallback として `rMax=0.03 day^-1`, `K=0.5 kg m^-2` と moisture / light / temperature limitation を使う。
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+## 4. 摂食
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+固定 interaction edge は resource type ごとに
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+- preference weight
+- assimilation efficiency
+- attack baseline
+- handling-time baseline
+- functional response type
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+を持つ。
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+植物由来 assimilation = 0.45、動物由来 = 0.85。
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+Holling response:
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+`Fij = aij * Pij * Nj^q / (1 + sum(aik * Pik * hik * Nk^q))`
+
+既定 edge は Type II (`q=1`)。関数は Type III (`q=2`) にも対応するが、v41 は runtime API で edge を差し替えない。
+
+Rall et al. 2012 の all-data slopes を attack / handling の mass-temperature scaling に使う。
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+- attack: consumer `+0.47`, resource `+0.15`, activation energy `+0.44 eV`
+- handling: consumer `-0.48`, resource `+0.34`, activation energy `-0.27 eV`
+- local mass-ratio residualsと handling-temperature residualも基準点へ正規化して適用
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+捕食イベントは `p = 1-exp(-rate*dt)` でサンプリングする。
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+## 5. 代謝・死亡・繁殖
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+basal metabolism は `B0 * M^0.75` を基本にする。ectotherm は Arrhenius 型温度補正、endotherm は別 normalization。
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+死亡:
+- predation
+- starvation
+- lifespan
+- background hazard
+- thermal stress
+
+個体は `structuralMassKg` と reserve energy (kJ) を分離して保持する。juvenile の structural growth は余剰 reserve energy から支払い、adult body mass を上限とする。年齢だけで体重を自動増加させない。
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+繁殖は mature / breeding season / interval / energy threshold を満たした個体が offspring を生成し、親は死亡しない。
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+## 6. 移動
+
+Hirt et al. 2017 Supplementary Table 4 の
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+`v_kmh = a*M^b*(1-exp(-h*M^i))`
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+を maximum speed に使う。
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+| mode | a | b | h | i |
+|---|---:|---:|---:|---:|
+| flying | 142.8 | 0.24 | 2.4 | -0.72 |
+| running | 25.5 | 0.26 | 22.0 | -0.60 |
+| swimming | 11.2 | 0.36 | 19.5 | -0.56 |
+
+maximum / routine / foraging / escape speed、daily movement budget、home range、dispersal を分離する。後者の behavioural multipliers は simulator calibration。
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+## 7. climate / profile
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+`terrestrial / freshwater / marine` profile を分離する。通常UIでは aquatic profile を freshwater / marine で切り替える。
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+`ClimateProvider` は seasonal fallback を持つ。観測 series を扱える内部機構は残すが、v41 では外部 Worker API を公開しない。
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+## 8. 水域
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+初期 procedural water の radius に `sqrt(2)` を一度掛ける。union 面積の厳密測定・最適化はしない。
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+ユーザー編集水域は `setWater()` に渡された形状をそのまま採用する。追加ツール既定半径は 170 m。
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+## 9. provenance
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+文献由来値と較正値の区分は `PARAMETER-PROVENANCE.json`、実測検査は `VALIDATION.md` を参照。