УДК 532.22, 004.94
МОДЕЛИРОВАНИЕ СЦЕНАРИЯ КОЛЛАПСОВ ПРОМЫСЛОВЫХ ПОПУЛЯЦИЙ
У БЕРЕГОВ КАНАДЫ И АЛЯСКИ
Аннотация. В популяционных процессах стремительно развиваются особые ситуации, которые трудно спрогнозировать и моделировать традиционными методами.
К важнейшим для экономики нелинейным явлениям в экосистемах, помимо вспышек вредителей леса, относится внезапный коллапс запасов популяций промысловых рыб. Проведенный системный анализ статистических данных о промысловых уловах и воспроизводстве популяций показал схожесть перехода к стремительной деградации у различных видов рыб и водных беспозвоночных. Выделены наиболее характерные этапы происхождения явления коллапса ресурсов. На основе метода динамически переопределяемой гибридной вычислительной структуры рассмотрены ситуации коллапсов, которые происходили с крабом у побережья Аляски и с треской у берегов канадской провинции Ньюфаундленд и Лабрадор. Приведены полученные вычислительные сценарии реализации коллапса, состоящие из трех этапов, вплоть до деградации биоресурсов. Бифуркации реализуются целенаправленно из логики процесса. Обобщен метод моделирования для случаев со стационарными пищевыми ресурсами рыб и с динамикой колебаний объемов кормовой базы.
Ключевые слова: гибридные системы, бифуркации, кризис аттрактора, моделирование пороговых эффектов, переопределяемые вычислительные структуры, коллапс атлантической трески, деградация водных биоресурсов, биокибернетика.
ПОЛНЫЙ ТЕКСТ
Переварюха Андрей Юрьевич,
кандидат техн. наук, cтарший научный сотрудник Санкт-Петербургского института информатики и автоматизации РАН, Санкт-Петербург, Россия,
temp_elf@mail.ru
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Perevaryukha A.Yu. Continuous model for the devastating oscillation dynamics of local forest pest populations in Canada. Cybernetics and Systems Analysis. 2019. Vol. 55, N 1. P. 141–152.
- Hennigar R. Applying a spruce budworm decision support system to maine: Projecting spruce-fir volume impacts under alternative management and outbreak scenarios. Journal of Forestry. 2011. N 9. P. 332–342.
- Perevaryukha A.Yu. Modeling abrupt changes in population dynamics with two threshold states. Cybernetics and Systems Analysis. 2016. Vol. 52, N 4. P. 623–630.
- Zayats V.M. Construction and analysis of a model of a discrete oscillatory system. Cybernetics and Systems Analysis. 2000. Vol. 36, N 4. P. 610–613.
- Catsigeras E., Enrich H. Persistence of the Feigenbaum attractor in one-parameter families. Communications in Mathematical Physics. 1999. Vol. 207, Iss. 3. P. 621–640.
- Skobelev V.V., Skobelev V.G. Some problems of analysis of hybrid automata. Cybernetics and Systems Analysis. 2018. Vol. 54, N 4. P. 517–526.
- Reznik S.Ya. The influence of density-dependent factors on larval development in native and invasive populations of Harmonia axyridis (Pall.) (Coleoptera, Coccinellidae). Entomological Review. 2017. Vol. 97, Iss. 7. P. 847–852.
- Selezov I.T. Hopf bifurcation in coastal ecogeosystems. Cybernetics and Systems Analysis. 2016. Vol. 52, N 4. P. 546–554.
- Ricker W.E. Stock and recruitment. Journal of the Fisheries Research Board of Canada. 1954. Vol. 11, N 5. P. 559–623.
- Frolov A.N. The beet webworm Loxostege sticticalis l. (Lepidoptera, Crambidae) in the focus of agricultural entomology objectives: The periodicity of pest outbreaks. Entomological Review. 2015. N 2. P. 147–156.
- Veshchev P.V., Guteneva G.I. Efficiency of natural reproduction of sturgeons in the lower Volga under current conditions. Russian Journal of Ecology. 2012. Vol. 43, N 2. P. 142–147.
- Singer D. Stable orbits and bifurcations of the maps on the interval. SIAM Journal of Applied Math. 1978. Vol. 35. P. 260-268.
- Feigenbaum M.J. The transition to aperiodic behavior in turbulent systems. Communications in Mathematical Physics. 1980. Vol. 77, N 1. P. 65–86.
- Roughgarden J., Smith F. Why fisheries collapse and what to do about it. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. Vol. 93. P. 5078–5083.
- Myers R.A. Why do fish stocks collapse? The example of cod in Atlantic Canada. Ecol. Appl. 1997. Vol. 7. P. 91–106.
- Larkin P.A. An epitaph for the concept of Maximum sustained yield. Transac. Amer. Fish. Soc. 1977. Vol. 106, N 1. P. 1–11.
- Barrett R. Population dynamics of the Peruvian anchovy. Mathematical Modelling. 1985. Vol. 6, Iss. 6. P. 525–548.
- Guckenheimer J. Sensitive dependence on initial conditions for one dimensional maps. Communications in Mathematical Physics. 1979. Vol. 70. P. 133–160.
- Sergienko I.V. Main directions in the development of informatics. Cybernetics and Systems Analysis. 1997. Vol. 33, N 6. P. 757–827.
- Nikitina A.V., Semenyakina A.A. Mathematical modeling of eutrophication processes in Azov Sea on supercomputers. Computational Mathematics and Information Technologies. 2017. N 1. P. 82–101.
- Ponomarev V.I., Andreeva E. M., Shatalin N.V. Group effect in the gypsy moth (Lymantria dispar, Lepidoptera, Lymantriidae) related to the population characteristics and food composition. Entomological Review. 2009. Vol. 89, Iss. 3. P. 257–263.
