Изменения популяций байкальских организмов вписали в уравнения
Учёные Иркутского государственного университета в рамках работы над проектом «Математическое моделирование динамики популяций байкальских организмов методами оптимального управления», который получил грант РФФИ, вписали в уравнения изменения популяций водорослей и беспозвоночных организмов в Байкале.
Как сообщает 31 октября пресс-служба Иркутского государственного университета, математическая модель — это способ описания реальных явлений и процессов абстрактными структурами. Если процесс является динамическим, то есть развивается во времени и пространстве, то для описания обычно используются дифференциальные или интегро-дифференциальные уравнения.
В этом проекте модели описывают изменения биологических популяций в Байкале. Модели описываются системами уравнений с учетом возраста и распределения организмов в пространстве, половой структуры и эффектов запаздывания. Любые уравнения содержат параметры, которые, вообще говоря, заранее неизвестны. Цель — применение в математических моделях теории оптимального управления для определения этих параметров.
По словам руководителя проекта Александра Аргучинцева, сейчас регулярные данные по изменениям популяций байкальских беспозвоночных, растений, других организмов можно разделить на несколько видов:
- Данные многолетних (с 1945 г.) наблюдений НИИ биологии ИГУ в «Точке №1», расположенной в 2,7 км от берега в районе Южного Байкала, п. Большие Коты
- Данные ежегодных байкальских экспедиций Лимнологического института СО РАН, ИГУ и др.
- Данные 20-летнего мониторинга в районе сброса сточных вод Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (БЦБК).
«Данные первых двух типов являются неподходящими с точки зрения использования математических моделей, содержащих дифференциальные операторы с частными производными. Дело в том, что начальные и краевые условия нужно задавать в достаточно больших областях. Наличие же наблюдений в одной-единственной точке (НИИ биологии ИГУ) или в нескольких точках, но в отдельные моменты времени с большим интервалом (байкальские экспедиции), не допускает даже приближенных вычислений с использованием сколько-нибудь серьезных моделей. БЦБК прекратил работу в 2013 году. Однако накопленные регулярные наблюдения за 20 лет, проведенные в разных точках и с хорошей периодичностью, могут рассматриваться как основа для верификации различных математических моделей», — поясняет Александр Аргучинцев.
Авторы проекта объединили имеющиеся наблюдения, официально зарегистрировав базу данных. Предлагаемые подходы важны для изучения целого ряда экологических явлений, а также могут быть использованы для мониторинга и прогнозов.
Как сообщало ИА REGNUM, ситуация на Байкале усугубляется тем, что последующая гибель разрастающихся водорослей приводит к образованию в воде устойчивых к разрушению токсических веществ, что, в свою очередь, приводит к гибели эндемика — байкальской губки.
Читайте также: В Госдуме снова предлагают запретить некоторую бытовую химию возле Байкала