Contents
Part I Introduction
1
Modeling Dynamic Biological Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.1 Process and Art of Model Building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.2 Static, Comparative Static, and Dynamic Models . . . . . . . . . . .
6
1.3 Analogies, Anomalies, and Reality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
1.4 Model Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5 Modeling in STELLA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.6 Principles of Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.7 Why Model? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.8 Model Confirmation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.9 Extending the Modeling Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2
Exploring Dynamic Biological Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.1 Simple Population Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2 Simple Population Model Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3 Simple Population Dynamics with Varying
Carrying Capacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.4 Population with Varying Carrying Capacity
Model Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.5 Sensitivity and Error Analysis with STELLA . . . . . . . . . . . . . . 33
2.6 Difference and Differential Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.7 Difference and Differential Equation Model Equations . . . . . . . 39
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3
Risky Population . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.1 Risky Population Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2 Risky Population Model Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
xi
Part I Introduction
1
Modeling Dynamic Biological Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.1 Process and Art of Model Building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.2 Static, Comparative Static, and Dynamic Models . . . . . . . . . . .
6
1.3 Analogies, Anomalies, and Reality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
1.4 Model Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5 Modeling in STELLA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.6 Principles of Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.7 Why Model? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.8 Model Confirmation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.9 Extending the Modeling Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2
Exploring Dynamic Biological Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.1 Simple Population Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2 Simple Population Model Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3 Simple Population Dynamics with Varying
Carrying Capacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.4 Population with Varying Carrying Capacity
Model Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.5 Sensitivity and Error Analysis with STELLA . . . . . . . . . . . . . . 33
2.6 Difference and Differential Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.7 Difference and Differential Equation Model Equations . . . . . . . 39
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
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Risky Population . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.1 Risky Population Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2 Risky Population Model Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
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