sapiСистемный анализ и прикладная информатика«System analysis and applied information science»2309-49232414-0481Belarusian National Technical Universitysapi-85Research ArticleСистемный анализSystem analysisНЕУСТОЙЧИВОЕ КРИТИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ В ДИНАМИКЕ СЛОЖНО-СТРУКТУРИРОВАННОЙ ПОПУЛЯЦИИ ОСЕТРОВЫХ РЫБUNSTABLE CRITICAL EQUILIBRIUM IN THE DYNAMICS OF COMPLEX STRUCTURED POPULATION OF STURGEONДубровскаяВ. А.DubrovskayaV. A.

Дубровская Виктория Андреевна - аспирант

Post-graduate student

CA_PI@bntu.byСоловьеваТ. Н.SolovievaT. N.

Соловьева Татьяна Николаевна – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры вычислительных систем и сетей СПб ГУАП

Doctor of Engineering, Senior Lecturer

CA_PI@bntu.byПереварюхаА. Ю.PerevaryukhaA. Yu.

Doctor of Engineering, Senior Researcher

CA_PI@bntu.byСанкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАНРоссияSaint-Petersburg Institute for Informatics and Automation of RASRussian FederationСанкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения; Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАНРоссияSaint-Petersburg State University of Aerospace Instrumentation; Saint-Petersburg Institute for Informatics and Automation of RASRussian Federation201628032016011122Copyright © Дубровская В.А., Соловьева Т.Н., Переварюха А.Ю., 20162016Дубровская В.А., Соловьева Т.Н., Переварюха А.Ю.Dubrovskaya V.A., Solovieva T.N., 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/85

В статье рассматриваются последствия существования особых состояний, определяющих стремительный характер дальнейшего развития популяционных процессов. Вероятна связь подобных критических состояний с оптимальной численностью субпопуляционных объединений, образующихся при эволюционной адаптации вида с ограниченным доступом к ресурсам для размножения. Предложена модель популяционного процесса, формализующая влияние неравномерной скорости роста у двух различных репродуктивных групп на смертность мигрирующих рыб в ювенальный период развития. В вычислительной среде исследована гибридная система, описывающая последствия существования для популяции ситуации непропорционального снижения мигрирующей молоди в реке, установленной нами по данным стремительного сокращения нереста волжского осетра. Для эксплуатируемой популяции пороговый эффект после неустойчивого равновесия с минимально необходимой для благополучного размножения вида численностью служит отсчетом реализации «коллапса». Известен ряд примеров подобного особого сценария длительной деградации наиболее ценной для промысла репродуктивной группы. Помимо явного резкого сокращения эффективности воспроизводства, пороговый эффект при коллапсе отражается в неблагоприятном проявлении доминировавшего ранее эволюционного тренда для выживаемости отдельных форм жизненного цикла рыб в условиях реорганизации промысла. Интересно, что для волжской севрюги наблюдается иная форма нелинейности по сведениям об эффективности нереста.

The article deals with the consequences of the existence of special conditions that determine the character of the rapid further development of population processes. The most probable connection of these critical conditions deals with the optimal number of subpopulation groups. These groups are formed by the evolutionary adaptation of the form of restricted access to resources for reproduction. We have proposed a model of population processes, which formalizes the influence of uneven growth rate for two different groups of reproductive sturgeon mortality of migratory fish in the juvenile period of Acipenser gueldenstaedtii development. In the computing environment was investigated the hybrid system, which simulates the effects of the existence of the situation for the population of migrating juvenile disproportionate reduction in the river. Such cases are established by us according to the rapid decline in sturgeon spawning the Volga. For the exploited population threshold effect after the unstable equilibrium with the minimum necessary for the well being of the form number is the count in the implementation of the «collapse». The phenomenon of collapse detached among all scenarios the most valuable long-term degradation of the reproductive group. In addition to the apparent sharp reduction in reproductive performance, threshold effect is reflected in the adverse events previously dominated evolutionary trend for the survival of certain forms of the life cycle of fish in terms of reorganization of the fishery. Informative, that the Volga stellate sturgeon Acipencer stellatus observed some form of non-linearity in the efficiency of spawning and require a different kind of fish-specific mathematical model.

модели популяцийрепродуктивный циклкритические состояниясценарий коллапса промысловых запасовpopulation modelsreproductive cyclecritical statescollapse of the Caspian sea sturgeon stocksРоссийский фонд фундаментальных исследованийReferencesCostello C., Gaines S. D., Lynham J. Can Catch Shares Prevent Fisheries Collapse? // Science. – 2008. – Vol. 321, Iss. 5896. – P. 1678–1681.Costello C., Gaines S. D., Lynham J. Can Catch Shares Prevent Fisheries Collapse? // Science. – 2008. – Vol. 321, Iss. 5896. – P. 1678–1681.Neave F. Principles affecting the size of pink and chum salmon population in British Columbia // Journal of the fisheries research board of Canada. – 1953. Vol. 9. – P. 450–491.Neave F. Principles affecting the size of pink and chum salmon population in British Columbia // Journal of the fisheries research board of Canada, 1953. Vol. 9. № 9. P. 450–491.Ricker W. E. Stock and recruitment // J. Fisheries research board of Canada. – 1954. – №.11. – P. 559–623.Ricker W. E. Stock and recruitment // Journal Fisheries research board of Canada, 1954. №.11. C. 559–623.Ricker W. E. Two mechanisms that make it impossible to maintain peak period yields from stocks of Pacific salmon and other fishes // Journal of the Fisheries Research Board of Canada. – 1973. – Vol. 30. – P. 1275–1286.Ricker W. E. Two mechanisms that make it impossible to maintain peak period yields from stocks of Pacific salmon and other fishes // Journal of the Fisheries Research Board of Canada. – 1973. – Vol. 30. – P. 1275–1286.Ricker W. E. Big Effects from Small Causes: Two Examples from Fish Population Dynamics // Journal of the Fisheries Research Board of Canada. – 1963. – Vol. 20. P. 257–264.Ricker W. E. Big Effects from Small Causes: Two Examples from Fish Population Dynamics // Journal of the Fisheries Research Board of Canada. – 1963. – Vol. 20. P. 257–264.Feigenbaum M. J. Universal behavior in nonlinear systems // Physica D. – 1983. – Vol. 7. – № 1. – P. 16–39.Feigenbaum M. J. Universal behavior in nonlinear systems // Physica D. – 1983. – Vol. 7. – № 1. – P. 16–39.Вещев П. В., Гутенева Г. И. Эффективность естественного воспроизводства осетровых в низовьях Волги в современных условиях // Экология. – 2012. – № 2. – С. 123.Veshchev P. V., Guteneva G. I., Mukhanova R. S. Efficiency of natural reproduction of sturgeons in the Lower Volga under current conditions // Russian Journal of Ecology. – 2012. – № 2. – P. 142–147.Вещев П. В. Влияние гидрологических факторов на эффективность размножения севрюги // Гидробиологический журнал.– 2002. – № 1. – С. 111–122.Veshchev P. V. Influence of hydrological factors on the reproduction efficiency of stellate sturgeon // Hydrobiological Journal. – 2002. – № 6. – P. 111–122.Ходоревская Р. П., Рубан Г. И., Павлов Д. С. Поведение, миграции, распределение и запасы осетровых рыб Волго-Каспийского бассейна. – М.: КМК, 2007. – С. 242.Khodorevskaya R. P., Ruban G. I., Pavlov D. S. Behaviour, migrations, distribution, and stocks of Sturgeons in the Volga-Caspian Basin.– Neu Wulmstorf: World Sturgeon Conservation Society Special Publication, 2009. – 233 p.Карпинский М. Г. Биоценозы бентоса среднего и южного Каспия // Океанология.– 2003. – № 3.– С. 400–409.Karpinskii M. G. Benthos biocoenoses in the Middle and South Caspian sea // Oceanology. – 2003. – № 3. – P. 376–386.Рябова Г. Д. Изменчивость морфометрических и генетических характеристик молоди севрюги при выращивании в прудах с различной плотностью посадки // Генетика. – 2006. – № 2. – С. 244–255.Ryabova G. D. Variation in morphometric and genetic characteristics of stellate sturgeon juveniles raised at different densities // Russian Journal of Genetics.– 2006.– № 2.– P. 182–191.Singer D. Stable orbits and bifurcations of the maps on the interval // SIAM J. of Appl. Math. – 1978.– Vol. 35. – P. 260–268.Singer D. Stable orbits and bifurcations of the maps on the interval // S IAM J. of Appl. Math. – 1978. – Vol. 35. – P. 260–268.Переварюха Ю. Н., Гераскин П. П., Переварюха Т. Ю. Сравнительный иммунохимический анализ внутривидовых особенностей сывороточных белков севрюги Аcipenser stellatus (Acipenseriformes, Acipenseridae) Каспийского бассейна // Вопросы ихтиологии. – 2011. – № 3. – С. 405–410.Perevaryukha Y. N., Geraskin P. P., Perevaryukha T. Y. Comparative immunochemical analysis of intraspecies distinctions of serum proteins of starred sturgeon Acipenser stellatus (Acipenseriformes, Acipenseridae) from the Caspian Basin // Journal of Ichthyology. – 2011. – № 5. – P. 392–397.Perevaryukha A. Y. Cyclic and unstable chaotic dynamics in models of two populations of sturgeon fish // Numerical Analysis and Applications.– 2012. – Т. 5. – № 3. – С. 254–264.Perevaryukha A. Y. Uncertainty of asymptotic dynamics in bioresource management simulation // Journal of Computer and Systems Sciences International. – 2011. – № 3. – P. 491–498.Переварюха Т. Ю. Антигенный состав сывороточных белков уральской и куринской популяций севрюги Acipenser stellatus (Acipenserioformes, Acipenseridae) // Естественные науки.– 2010.– № 2.– С. 150–155.Perevaryukha T. Y. Antigenic composition of whey protein Ural and Kura stellate sturgeon populations Acipenser stellatus (Acipenserioformes, Acipenseridae) // Natural Sciences. – 2010. № 2. – P. 150–155.Пеpеваpюxа А. Ю. Итеpационная непpеpывно-cобытийная модель вcпышки чиcленноcти полужеcткокpылого фитофага // Биофизика. – 2016. – Т. 61. – Вып. 2. – C. 395–404Perevaryukha A. Y. An Iterative Continuous-Event Model of the Population Outbreak of Phytophagous Hemiptera // Biophysics. – 2016. – Vol 61. – Iss. 2. – P. 395–404.

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