Модель динамики структурированных субпопуляций осетровых рыб Каспия с учетом отклонений в темпах развития молоди

  • Виктория Андреевна Дубровская Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, ул. Большая Морская, 67, 190000, г. Санкт-Петербург, Россия
  • Андрей Юрьевич Переварюха Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН, 14-я линия Bасильевского острова, 39, 199178, г. Санкт-Петербург, Россия
  • Инна Владимировна Трофимова Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., 35, 198504, г. Петергоф, Россия

Аннотация

Моделируется динамика биоресурсов для ситуации с разделяющейся на частично репродуктивно обособленные группировки исходной популяцией, которая при определении стратегии эксплуатации представляется единым промысловым запасом. В случае когда промысловая статистика не способна разграничивать данные по локальным группам, имеющим экологические отличия размножения, может возрастать роль второстепенных факторов при оценке эффективности пополнения запаса, что актуально для осетровых рыб Каспийского моря. Субпопуляционные группы неравномерно сохраняют ожидаемые показатели в прогнозах успешности воспроизводства при одинаковом изменении гидрологической обстановки. Предложено в качестве дополнительного показателя в модели формирования пополнения использовать темпы развития молоди, которые могут характеризоваться значимыми колебаниями из-за межгрупповой конкуренции. Представлена система дифференциальных уравнений, где на выживаемость поколения на трех эколого-физиологических этапах развития молоди существенно влияет отклонение в размерном развитии, которое рассчитывается на основе базовой феноменологической модели скорости роста, заданной известным уравнением роста Берталанфи. Развитие непрерывно-дискретной итерационной динамической системы, полученной из решения системы уравнений, характеризуется возможностью притяжения к двум альтернативным циклическим аттракторам, что соответствует переходящим флуктуациям с высокой или низкой численностью для сложноструктурированной популяции анадромных видов рыб.

Биографии авторов

Виктория Андреевна Дубровская, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, ул. Большая Морская, 67, 190000, г. Санкт-Петербург, Россия

ассистент кафедры информационных технологий в бизнесе Института технологий предпринимательства

Андрей Юрьевич Переварюха, Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН, 14-я линия Bасильевского острова, 39, 199178, г. Санкт-Петербург, Россия

кандидат технических наук; старший научный сотрудник лаборатории прикладной информатики

Инна Владимировна Трофимова, Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., 35, 198504, г. Петергоф, Россия

кандидат физико-математических наук; доцент кафедры моделирования экономических систем факультета прикладной математики и процессов управления

Литература

  1. Veshchev P. V., Guteneva G. I. Efficiency of natural reproduction of sturgeons in the Lower Volga under current conditions. Russ. J. Ecol. 2012. Vol. 43, No. 2. P. 142–147.
  2. Perevaryukha Y. N., Geraskin P. P., Perevaryukha T. Y. Сomparative immunochemical analysis of intraspecies distinctions of serum proteins of starred sturgeon Acipenser stellatus (Acipenseriformes, Acipenseridae) from the Caspian basin. J. Ichthyol. 2011. Vol. 51, No. 5. P. 392–397.
  3. Perevaryukha А. Y. Investigation of the model of the exploited population with complex types of aperiodic transient dynamics. Vestnik BSU. Ser. 1, Phys. Math. Inform. 2015. No. 3. P. 96–103 (in Russ.).
  4. Ricker W. Stock and recruitment. J. Fisheries research board of Canada. 1954. No. 11. C. 559–623.
  5. Guckenheimer J. Sensitive dependence on initial conditions for unimodal maps. Comm. Mathem. Phys. 1979. Vol. 70. P. 133–160.
  6. Feigenbaum M. Universal behavior in nonlinear systems. Phys. D. 1983. Vol. 7. P. 16–39.
  7. Sharkovskii A. N. Coexistence cycles of continuous map of the line into itself. Int. J. Bifurcat. & Chaos. 1995. Vol. 5. P. 1263– 1273.
  8. Khodorevskaya R. P., Kalmykov V. A. Formation of populations of Acipenseridae sturgeons in the Volga-Caspian basin. J. Ichthyol. 2014. Vol. 54, issue 8. P. 576–583. 9. Panin G. N., Mamedov R. M., Mitrofanov I. V. The current state of the Caspian Sea. Moscow : Nauka, 2005 (in Russ.).
  9. Legeza M. I., Mailian R. A. Towards a methodology for studying the number of sturgeon in the Caspian Sea. Abstracts of the Reporting Session of the Central Scientific Research Institute. Astrakhanʼ, 1974. P. 82–83 (in Russ.).
  10. Perevaryukha Y. N. Present status of Caspian sturgeons, biodiversity and some problems of their specific identification by molecular genetic, including caviar. The 4 th International Symposium on Sturgeon (Oshkosh, 8–13 July, 2001). Oshkosh, 2001.
  11. Hoyle J. Status of Lake Whitefish (Coregonus clupeaformis) in Lake Ontario and the Response to the Disappearance of Diporeia spp. Proceedings of a workshop on the dynamics of lake whitefish (Coregonus clupeaformis) in the Great Lakes. 2005. P. 47–61.
  12. Courchamp F., Ludеk B., Gascoigne J. Allee Effects in Ecology and Conservation. New York : Oxford University Press, 2008.
  13. Artyukhin E. N. On biogeography and relationships within the Acipenser. The Sturgeon quarterly. 1995. Vol. 3, No. 2. P. 6–8.
  14. Anisimova I. M., Lavrovsky V. V. Ichthyology. Moscow : Higher School, 1983 (in Russ.).
  15. Ryabova G. D. Variation in morphometric and genetic characteristics of stellate sturgeon juveniles raised at different densities. Russ. J. Genet. 2006. Vol. 42, No. 2. С. 182–191.
  16. Von Bertalanffy L. Quantitative laws in metabolism and growth. Quart. Rev. Biol. 1957. Vol. 32. P. 217–231.
Опубликован
2018-05-02
Ключевые слова: модели биологических процессов, репродуктивная изоляция, темпы роста осетровых
Поддерживающие организации Работа выполнена в рамках проекта Российского фонда фундаментальных исследований № 16-37-00028 для молодых ученых «Разработка непрерывно-событийной вычислительной модели эффективности воспроизводства каспийской севрюги в условиях неопределенности репродуктивной изоляции субпопуляционных группировок».
Как цитировать
Дубровская, В. А., Переварюха, А. Ю., & Трофимова, И. В. (2018). Модель динамики структурированных субпопуляций осетровых рыб Каспия с учетом отклонений в темпах развития молоди. Экспериментальная биология и биотехнология, 3, 76-86. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/biology/article/view/2464
Выпуск
№ 3 (2017): Журнал Белорусского государственного университета. Биология
Раздел
Зоология и ботаника

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).