Структурно-динамическая модель взаимодействия компонентов экосистемы при антропогенном воздействии

Андрей Юрьевич Переварюха

Андрей Юрьевич Переварюха
- Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации Российской академии наук

Ключевые слова: модели динамики промысловых популяций, когнитивные графовые модели, импульсные процессы, обратные связи в экосистемах, интерпретация результатов вычислений

Аннотация

Разработка действительно актуальных вычислительных моделей в экологии требует внимания к описанию ключевых аспектов взаимодействия среди большого числа других фоновых факторов. В статье представлено формирование графовой модели для анализа сценариев последствий вмешательства в функционирование экосистемы с использованием запускаемого из управляющих вершин импульсного процесса. Структурный граф включает комплекс биотических и антропогенных факторов, воздействующих на стабильность восполнения промысловых запасов осетровых рыб Каспийского моря. Направленность распространения импульса отражает причинно-следственный характер взаимовлияния, проявляющегося при изменении состояния одного из компонентов экосистемы. Исследовались контуры действия обратных связей, которые не были учтены ранее при согласовании промысловых прогнозов и отразились в стремительном истощении биоресурсов. Выявлен контур цепи факторов, переменное действие которых ослабляет эффективность рыбоводных мероприятий при завышенной оценке репродуктивного потенциала. Обсуждается ограниченность интерпретации традиционных для промысловой ихтиологии дискретных динамических систем с возможностью реализации сценария хаотизации применительно к задачам управления биоресурсами и перспективы разработки альтернативных сценарных популяционных моделей.

Литература

1. Переварюха А.Ю. Циклические колебания и этапность развития в новых моделях динамики популяций // Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки. 2008. № 3. С. 116-125.
2. Переварюха А.Ю. Переход к устойчивому хаотическому режиму в новой модели динамики популяции в результате единственной бифуркации // Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки. 2010. № 2. С. 117-126.
3. Ходоревская Р.П., Рубан Г.И., Павлов Д.С. Поведение, миграции, распределение и запасы осетровых рыб Волго-Каспийского бассейна. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2007. 242 с.
4. Магзанова Д.К. Анализ данных по искусственному воспроизводству осетровых рыб // Экологические системы и приборы. 2011. № 12. С. 3-5.
5. Пироговский М.И. Влияние уровня моря на динамику численности осетровых в Северном Каспии // Рациональные основы ведения осетрового хозяйства. Волгоград: Волгоградская правда, 1981. С. 197-198.
6. Лепилина И.Н., Довгопол Г.Ф., Коноплева И.В. Оценка влияния водности на миграцию осетровых рыб в Каспийском бассейне // Научный потенциал регионов на службу модернизации. 2013. № 2 (5). С. 32-39.
7. Сапожников В.В. Изменение экосистемы Каспийского моря за последние 70 лет // Рыбное хозяйство. 2007. № 6. С. 39-43.
8. Ризниченко Г.Ю. Математические модели в биофизике и экологии. Ижевск, 2003. 183 с.
9. Карпинский М.Г. Экология бентоса Среднего и Южного Каспия. М.: ВНИРО, 2002. 283 с.
10. Хрусталёв Е.Ю., Мингалиев К.Н. Когнитивные модели стратегического управления оборонно-промышленным комплексом // Вооружение и экономика. 2011. № 1. С. 105-120.
11. Кульба В.В., Миронов П.Б., Назаретов В.М. Анализ устойчивости социально-экономических систем с использованием знаковых графов // Автоматика и телемеханика. 1993. № 7. С. 130-137.
12. Робертс Ф.С. Дискретные математические модели с приложениями к социальным, биологическим и экологическим задачам. М.: Наука, 1986. 496 с.
13. Панин Г.Н., Мамедов Р.М., Митрофанов И.В. Современное состояние Каспийского моря. М.: Наука, 2005. 355 c.
14. Вещев П.В., Новикова А.С. Воспроизводство севрюги Asipenser stellatus в нижнем течении Волги // Вопросы ихтиологии. 1987. № 5. С. 801-806.
15. Кокоза А.А., Дубов В.Е. О стандарте заводской молоди и путях повышения эффективности искусственного воспроизводства осетровых рыб // Вопросы рыболовства. 2011. Т. 12. № 1. С. 121-126.
16. Ricker W.E. Stock and recruitment // Journal of the Fisheries Research Board of Canada. 1954. Vol. 11. № 5. P. 559-623.
17. Shepherd J.G. A versatile new stock-recruitment relationship for fisheries and construction of sustainable yield curves // ICES Journal of Marine Science. 1982. Vol. 40. № 1. P. 67-75.