Моделирование сценария коллапсов промысловых популяций у берегов Канады и Аляски

Abstract

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.

У популяційних процесах стрімко розвиваються особливі ситуації, які важко прогнозувати і моделювати традиційними методами. Одним з найважливіших для економіки нелінійних явищ в екосистемах, крім спалах ів шкідників лісу, є раптовий колапс запасів популяцій промислових риб. Проведений системний аналіз статистичних даних промислових вилов ів виявив подібність етапів переходу стрімкої деградації у зовсім різних видів риб і водних безхребетних. Виділено найбільш характерні етапи походження явища колапсу ресурсів. На основі методу динамічно переозначено ї гібридної обчислювальної структури розглянуто ситуації колапсів, які відбувалися з популяціями крабів біля узбережжя Аляски і тріски біля берег ів канадської провінції Ньюфаундленд і Лабрадор. Наведено отримані обчислювальні сценарії реалізації колапсу, що складаються з трьох етапів, аж до деградації біоресурсів. Біфуркації реалізуються цілеспрямовано. Узагальнено метод моделювання для випадків з стаціонарними харчовими ресурсами і з динамікою коливань обсягів кормової бази.

In population processes, special situations are rapidly developing, which are difficult to predict and carry out modeling by traditional methods. The most important nonlinear phenomena for the economy in ecosystems besides outbreaks of forest pests are sudden collapse of stocks of commercial fish populations. According to the out systematic analysis of the data in the dynamics of catches, it turns out that the transition stages of rapid degradation in completely different species of fish and aquatic invertebrates occur in a similar way. We can distinguish the general stages on the way to the collapse of fish resources. Restoration of the already critically depleted aquatic bioresources occurs at different rates. Based on the method of dynamically redefinable hybrid computational structure, we considered situations of collapse that occurred with the crab off the coast of Alaska and northern cod off the coast of the Canadian province of Newfoundland and Labrador. The resulting computational scenarios for the implementation of the collapse consist of three stages up to degradation of the bioresources. Bifurcations are implemented purposefully. The modeling method is generalized for cases with stationary food resources and with oscillatory dynamics of food organisms.