Объектно-ориентированное моделирование экосистемы прибрежной зоны моря

Е.Ф. Васечкина, В.Д. Ярин

Морской гидрофизический институт НАН Украины, Украина

Аннотация

Рассматривается технология моделирования морских экосистем, сочетающая объектно-ориентированное моделирование с традиционными методами. Предлагаемая технология находится на стыке нескольких научных направлений, лежащих в разных областях знаний. Для ее иллюстрации приводится описание химико-биологической объектно-ориентированной модели планктонного сообщества мелководья северо-западного шельфа Черного моря и некоторых результатов, полученных с ее помощью. Модель включает в себя описание жизненного цикла копепод – одной из наиболее широко распространенных и многочисленных групп зоопланктона. Проведен сравнительный анализ численных экспериментов, выполненных при различных условиях внешней среды.

Для цитирования

Васечкина Е.Ф., Ярин В.Д. Объектно-ориентированное моделирование экосистемы прибрежной зоны моря // Морской гидрофизический журнал. 2009. № 5. С. 53-78. EDN VKGJJT.

Vasechkina, E.F. and Yarin, V.D., 2009. Object–based modeling of the coastal marine ecosystem. Physical Oceanography, 19(5), pp. 315–338. doi:10.1007/s11110-010-9057-3

Список литературы

  1. Thinking About Biology / Eds. W.D. Stein, F. J. Varela. – New York: Addison-Wesley, 1992. – 255 p.
  2. Judson O.P. The rise of the individual-based model in ecology // Trends Ecol. Evolut. – 1994. – 9. – P. 9 –14.
  3. Huston M. Individual-based forest succession models and the theory of plant competition. Individual-Based Models and Approaches in Ecology / Eds. D. DeAngelis, L. Gross. – New York: Routledge, Chapman and Hall, Inc. – 1992. – P. 408. – 420.
  4. Deneubourg J.-L., Aron S., Goss S. at al. Random behavior, amplification processes and number of participants: how they contribute to the foraging properties of ants // Physica D. – 1986. – 22, № 1 – 3. – P. 176 – 186.
  5. Kreft J.-U., Booth G., Wimpenny J.W.T. BacSim, a simulator for individual-based modelling of bacterial colony growth // Microbiol. – 1998. – 144. – P. – 3275 – 3287.
  6. Booth G. Gecko: a continuous 2-D world for ecological modeling // Artif. Life. – 1997. – № 3. – P. 147 – 163.
  7. Hemelrijk C. K. An individual-oriented model of the emergence of despotic and egalitarian societies // Proc. Roy. Soc. – London. – 1999. – 266. – P. 361 – 369.
  8. Epstein J.M., Axtell R. Growing Artificial Societies: Social Science from the Bottom Up. – Washington DC: Brooking Institution Press and MIT Press, 1996. – 200 p.
  9. Handbook of Computational Economics / Eds. L. Tesfatsion, K.L. Judd. V.2: Agent-Based Computational Economics. – Handbooks in Economics Series. – Elsevier/North-Holland, Amsterdam, 2006. – 904 p.
  10. Parrott L. Incorporating complexity in ecosystem modeling // Complex. Intern. – 2000. – 7. – http://www.csu.edu.au/ci/.
  11. Ebeling W., Schweitzer F. Swarms of particle agents with harmonic interactions // Theory Biosci. – 2001. – 120, № 3 – 4. – P. 207 – 224.
  12. Schweitzer F., Zimmermann J. Communication and Self-Organization in Complex Systems: A Basic Approach // Knowledge, Complexity and Innovation Systems / Eds. M. M. Fischer, J. Fröhlich. – Berlin: Springer, 2001. – P. 275 – 296.
  13. Борисов Е.С. Агенториентированная технология построения систем искусственного интеллекта. – 2003. – http://mechanoid.narod.ru/misc/agents/index.html.
  14. Carlotti F., Nival P. Model of copepod growth and development: moulting and mortality in relation to physiological processes during an individual moult cycle // Mar. Ecol. Prog. Ser. – 1992. – 84. – P. 19 – 233.
  15. Breitburglp D.L., Rose K.A., Cowan J.H. Linking water quality to larval survival: predation mortality of fish larvae in an oxygen-stratified water column // Ibid. – 1999. – 178. – P. 39 – 54.
  16. Touratier F., Carlotti F., Gorsky G. Individual growth model for the appendicularian Oikopleura dioica // Ibid. – 2003. – 248. – P. 141 – 163.
  17. Васечкина Е.Ф., Ярин В.Д. Объектно-ориентированная модель функционирования планктонного сообщества шельфа // Морской гидрофизический журнал. – 2004. – № 6. – С. 43 – 61.
  18. Васечкина Е.Ф., Ярин В.Д. Моделирование возникновения и распространения гипоксии на мелководье // Морской экологический журнал. – 2006. – 5, № 3. – С. 57 – 69.
  19. Васечкина Е.Ф., Ярин В.Д. Объектно-ориентированная химико-биологическая модель экосистемы на мелководье // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – 2007. – Вып. 13. – С. 41 – 51.
  20. Васечкина Е.Ф. Интегральная модель деятельного слоя Черного моря // Морской гидрофизический журнал. – 1985. – № 6. – С.23 – 29.
  21. Якушев Е.В., Неретин Л.Н., Волков И.И. Математическое моделирование трансформации соединений азота и восстановленной серы в аэробных, анаэробных и переходных между ними условиях на примере редокс-зоны Черного моря // Геохимия. – 1994. – № 10. – С. 1489 – 1502.
  22. Дебольская Е.И., Якушев Е.В. Моделирование формирования заморов и анаэробных условий в водных экосистемах // Наука Кубани. – 2000. – № 4. – C. 19 – 35.
  23. Ляхин Ю.И. О скорости обмена кислородом между океаном и атмосферой // Океанология. – 1978. – XVIII, вып. 6. – С. 1014 – 1021.
  24. Финенко З.З., Чурилова Т.Я., Сосик Х.М. и др. Изменчивость фотосинтетических параметров фитопланктона в поверхностном слое Черного моря // Там же. – 2002. – 42, № 1. – С. 60 – 74.
  25. Якушев Е.В., Михайловский Г.Е. Моделирование химико-биологических циклов в Белом море. Расчет сезонной изменчивости фосфора, азота и кислорода // Там же. – 1993. – 33, №5. – С. 695 – 702.
  26. Carlotti F., Sciandra A. Population dynamics model of Euterpina acutifrons (Copepoda: Harpacticoida) coupling individual growth and larval development // Mar. Ecol. Prog. Ser. – 1989. – 56. – P. 225 – 242.
  27. Carlotti F., Nival P. Model of copepod growth and development: moulting and mortality in relation to physiological processes during an individual moult cycle // Ibid. – 1992. – 84. – P. 219 – 233.
  28. Хайлов К.М., Попов А.Е. Концентрация живой массы как регулятор функционирования водных организмов // Экология моря. – 1983. – № 15. – С. 3 – 15.
  29. Хайлов К.М., Празукин А.В., Минкина Н.И. и др. Концентрация и функциональная активность живого вещества в сгущениях разного уровня организации // Успехи современной биологии. – 1999. – 119, № 1. – С. 3 – 14.
  30. Горбунов А.Е. Прогностическая модель пелагического сообщества Черного моря // Модели океанских процессов. – М.: Наука, 1989. – С. 271 – 281.
  31. Baird М. Technical Description of the Ecological Model // CSIRO Land and Water. – Sydney. – 2001. – 35 p.
  32. Васечкина Е.Ф. Сравнительный анализ наблюдаемых и имитационных пространственных распределений планктона // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – 2008. – Вып. 14. – С. 291 – 303.

Скачать статью в PDF-формате

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.