Гибридная модель активности инвазионной поливольтинной популяции
Бесплатный доступ
Статья посвящена моделированию специфического сценария активности массово размножающихся видов насекомых. Междисциплинарными задачами для современных методов моделирования являются анализ инвазионных явлений в биосистемах, прогнозирование волн вторгающихся агрессивных чужеродных видов и выработка мер противодействия их вспышкам. Требуется классификация типов процессов и прогнозирование сценариев развития инвазий для разных вселенцев. Нетривиальность проблемы кроется в вариативности развития динамики схожих ситуаций из-за специфических факторов, влияющих на адаптацию популяций. Сезонные поколения проходят развитие до репродуктивной стадии онтогенеза в существенно различных условиях. В статье предложен метод организации гибридной модели динамики неперекрывающихся поколений различных сезонов для видов со стадийностью развития. Вычислительная модель формируется из последовательно решаемых дифференциальных уравнений с запаздыванием, согласованных с изменением действующих на поколения факторов. В разработанной гибридной модели различается длительность интервалов жизни сезонных поколений поливольтинных видов, что типично для насекомых-вредителей. Показано, что условия формирования череды смежных поколений становятся фактором пульсирующей активности инвазивных насекомых. В предложенном методе моделирования динамики численности поливольтинной популяции рассмотрена критически важная выживаемость зимующей стадии поколения, что актуально для анализа вспышек насекомых. Структура гибридной модели применима для описания трансформаций на рынке IT-коммуникаций при принципиальном усовершенствовании одной из конкурирующих технологий.
Гибридные модели, вычислительные сценарии, уравнения с запаздыванием, анализ инвазий, сезонные поколения, модели поливольтинных видов
Короткий адрес: https://sciup.org/147251633
IDR: 147251633 | УДК: 519.7 | DOI: 10.14529/mmp250302
Hybrid Model for Activity Cycles of the Invasive Multivoltine Population
The article is devoted to modeling a specific activity scenario for mass-producing insect species. Interdisciplinary tasks for modern modeling methods are the analysis of invasive phenomena in biosystems, forecasting waves of invading aggressive alien species and developing measures to counteract their outbreaks. It is necessary to classify process types and forecast invasion development scenarios for different types of invaders. The non-triviality of the problem lies in the variability of the dynamics of similar situations due to specific factors affecting the adaptation of populations. Seasonal generations develop to the reproductive stage of ontogenesis in significantly different conditions. The author proposes a method for organizing a hybrid model of the dynamics of non-overlapping generations of different seasons for species with stage development. The computational model is formed from sequentially solved differential equations with delay, consistent with the change in the factors affecting the generations. In the developed hybrid model, the duration of life intervals of seasonal generations of polyvoltine species varies, which is typical for insect pests. It is shown that the conditions for the formation of a succession of adjacent generations become a factor in the pulsating activity of invasive insects. The proposed method for modeling the dynamics of the number of a polyvoltine population considers the critically important survival of the wintering stage of the generation, which is relevant for the analysis of insect outbreaks in boreal forests. The structure of the hybrid model is applicable to the description of transformations in the IT communications market with a fundamental improvement of one of the competing technologies.
