Сравнительный анализ результатов моделирования экстремальных популяционных процессов для рыб и насекомых

Abstract

Резкие непродолжительные изменения в популяционных процессах невозможно рассчитать традиционными математическими моделями - системой балансовых равновесий, и представить в терминах асимптотической динамики - замкнутых предельных множеств траектории, устойчивых циклов или даже хаотических аттракторов. В исследованиях проведено вычислительное моделирование практически важных сценариев вспышек и опасных инвазий, относящихся к экстремальной и переходной динамики. Проведен сравнительный анализ новых модельных сценариев для экстремальных ситуаций с подобными фазами во время коллапса запасов рыб и вспышек численности вредных насекомых, полученными модификациями функционалов в базовой гибридной системе. Выделено пять важных для моделирования биосистем вариантов качественного поведения гибридных систем.

Різкі нетривалі зміни в популяційних процесах неможливо розрахувати традиційними математичними моделями — системою балансових рівноваг, і подати в термінах асимптотичної динаміки — замкнутих граничних множин траєкторії, стійких циклів або навіть хаотичних атракторів. У дослідженнях проведено обчислювальне моделювання практично важливих сценаріїв спалахів і небезпечних інвазій, що відносяться до екстремальної та перехідної динаміки. Проведено порівняльний аналіз нових модельних сценаріїв для екстремальних ситуацій з подібними фазами під час колапсу запасів риб і спалахів чисельності шкідливих комах, отриманими модифікаціями функціоналів в базовій гібридній системі. Виділено п’ять важливих для моделювання біосистем варіантів якісної поведінки гібридних систем.

Situations of sharp short-term changes in population processes can not be calculated by traditional mathematical models – a system for balance equilibrium. Unstable and short time shifts can not be expressed in terms of asymptotic dynamics – closed limit sets of the trajectory, stable cycles or even chaotic attractors. In our studies, we perform computational modeling of practically important scenarios of outbreaks and dangerous invasions related to extreme and transient dynamics. We conducted a comparative analysis of new model scenarios for extreme situations with similar phases during the collapse of fish stocks and insect outbreaks of pests obtained by modifying functionals in the basic hybrid system. We identified five variants of qualitative behavior of hybrid systems that are important for modeling of biosystems