sapiСистемный анализ и прикладная информатика«System analysis and applied information science»2309-49232414-0481Belarusian National Technical University10.21122/2309-4923-2017-2-20-29sapi-161Research ArticleСистемный анализSystem analysisМОДЕЛЬ СЦЕНАРИЯ ИНТРОДУКЦИИ МОЛОДИ РЫБ С УЧЕТОМ ДИНАМИКИ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВSIMULATION SCENARIO OF INTRODUCTION OF FISH WHITEBAIT WITH THE ACCOUNT OF BIOGENIC ELEMENTS DYNAMICSМихайловВ. В.MichailovV. V.ПереварюхаА. Ю.PerevaryukhaA. Yu.

Переварюха Андрей Юрьевич – кандидат технических наук по специальности «Системный анализ». Старший научный сотрудник лаборатории Прикладной информатики

Perevaryukha Yu. Andrey - Candidate of Technical Sciences in the specialty “System analysis”. Senior Researcher of Laboratory of Applied Informatics

Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАНРоссияSt. Petersburg Institute for Informatics and Automation of the Russian Academy of SciencesRussian Federation201707082017022029Copyright © Михайлов В.В., Переварюха А.Ю., 20172017Михайлов В.В., Переварюха А.Ю.Michailov V.V., Perevaryukha A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sapi.bntu.by/jour/article/view/161

Рассматривается расширение ранее сформулированного подхода к моделированию аспектов репродуктивного цикла с учетом происходящих перемен в среде обитания и метаморфозов в развитии рыб. Избыточное накопление биогенных элементов при длительном использовании водоемов для искусственного выращивания молоди или ускоренный распад органики в некоторых случаях могут оказывать влияние на успешность процесса воспроизводства, косвенно влияя на долговременные тренды популяционной динамики. В отдельных случаях усиление притока органического фосфора приводит далее к состоянию эвтрофикации и может сказаться на недостаточной аэрации мест размножения, привести к гипоксии у вылупившихся личинок. При массовой гибели икры еще ухудшится ситуация с расходом кислорода в водоеме. Нехватка органики приводит недостаточному для оптимального роста рыб развитию биомассы кормовых планктонных организмов. Система уравнений выживаемости конкурирующих особей поколения дополнена функциональным расширением, использующим итерационную модель динамики биогенных элементов, построенную на основе анализа процессов в экосистеме озера Чао. Блок модели расчёта притока и деструкции органики синхронизирован с непрерывно-дискретной вычислительной структурой, учитывающей взаимосвязанные изменения факторов смертности и темпов развития молоди рыб при переходах между обобщенными эколого-физиологическими этапами развития.

The article discusses the expansion of the previously formulated approach to modeling aspects of the reproductive cycle, taking into account the changes in the habitat and metamorphosis in the development of fish. Excessive accumulation of nutrients with prolonged use of a reservoir for artificial growth of juveniles or accelerated decomposition of organic nitrogen and phosphorus may in some cases affect the success of the reproductive process. This creates an indirect effect on long-term trends in population dynamics. In some cases, the increase in the influx of organic phosphorus further leads to a state of eutrophication and may affect the insufficient aeration of breeding sites, leading to hypoxia for hatched larvae. Even worsen the situation with the consumption of oxygen in the water at the mass destruction of eggs. Lack of organic matter leads to insufficient development of planktonic organisms for optimal growth of fishes. The system of survivability equations for calculation competing individuals of the generation is supplemented by a functional extension using an iterative model of biogenic elements dynamics, based on the analysis of processes in the ecosystem of Lake Chao. The block of the model for calculating the inflow and destruction of organic matter is synchronized with a continuous-discrete computational structure that takes into account the interrelated changes in mortality factors and the rate of development of juvenile fish during transitions between generalized ecological and physiological stages of development.

модели популяцийэвтрофикациятрофодинамика водоемовтемпы накопления биогеноваспекты эффективности воспроизводствапредикативно переопределяемые структурыэтапы онтогенеза.models of populationseutrophicationtrophodynamicsРоссийский фонд фундаментальных исследований (№ 15-07-01230)ReferencesПереварюха, А. Ю. Граничный кризис аттрактора в моделировании причин деградации промысловых биоресурсов // Системный анализ и прикладная информатика. 2015. № 3. С. 4–8.Perevaryukha, A. Y. The boundary crisis of attractor in modeling the causes of degradation of commercial bioresources // System analysis and applied informatics, 2015, № 3, P. 4-8.Carpenter, S. R., Caraco, N. F., Smith, V. H. Nonpoint pollution of surface waters with phosphorus and nitrogen // Ecological Applications. 1998. Vol. 8. P. 559–568.Carpenter, S. R., Caraco, N. F., Smith, V. H. Nonpoint pollution of surface waters with phosphorus and nitrogen // Ecological Applications, 1998, Vol. 8, P. 559–568.Михайлов, В. В., Марлей, В. Е., Быков, Я. И. и др. Моделирование экосистемы озера Чао. // Экологическая химия. 2002. Т. 11, Вып. 3. С.180–195.Mikhailov, V. V., Marley, V. E., Bykov, Y. I. et al. Modeling of Chao Lake ecosystem. // Ecological chemistry. 2002. T.11, Iss. 3. P.180-195.Vinberg, G. G. Energy flow in aquatic ecological system // Polskie Archiwum Hydrobiologii. 1970. Vol. 17. №1. P. 11–19.Vinberg, G. G. Energy flow in aquatic ecological system // Polskie Archiwum Hydrobiologii. 1970. Vol. 17. №1. P. 11–19.Hakanson, L., Boulion, V. V. Regularities in primary production, Secchi depth and fish yield and new system to define trophic and humic state indices for lake ecosystems // Internat. Rev. Hydrobiol. 2001. Vol. 86. P. 23–62.Hakanson, L., Boulion, V. V. Regularities in primary production, Secchi depth and fish yield and new system to define trophic and humic state indices for lake ecosystems // Internat. Rev. Hydrobiol. 2001. Vol. 86. P. 23–62.Khodorevskaya, R. P., Kalmykov, V. A. Formation of populations of Acipenseridae sturgeons in the Volga-Caspian basin // Journal of Ichthyology, 2014, Vol. 54, Iss. 8, P. 576–583.Khodorevskaya, R. P., Kalmykov, V. A. Formation of populations of Acipenseridae sturgeons in the Volga-Caspian basin // Journal of Ichthyology, 2014, Vol. 54, Iss. 8, P. 576–583.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. № 2. P. 142–147.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, № 2, P. 142–147.Ricker, W. Stock and recruitment // Journal Fisheries research board of Canada. 1954. № 11. C. 559–623.Ricker, W. Stock and recruitment // J. Fisheries research board of Canada, 1954, №.11, P. 559–623.Переварюха, А. Ю. О методике моделирования онтогенетических изменений в жизненном цикле рыб и насекомых // Системный анализ и прикладная информатика. 2017. № 1. С. 12–23.Perevaryukha, A. Y. On the technique of modeling ontogenetic changes in fish and insects lifecycle // System analysis and applied informatics, 2017, № 1, P. 12–23.Ascher, W., Mirovitskaya, N. The Caspian Sea: A Quest for Environmental Security. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2000. 364 pp.Ascher, W., Mirovitskaya, N. The Caspian Sea: A Quest for Environmental Security. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2000. 364 pp.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.