Имитационное моделирование деградации пастбищных экосистем аридной зоны

Новые подходы к изучению динамики сукцессий основаны на оригинальной концепции системной динамики, которую использовали при разработке имитационных моделей, отражающих динамику пастбищных экосистем. Временная динамика почвенно-растительного покрова естественных пастбищ Чёрных земель Калмыкии отражает деградационные процессы, которые исследуются имитационным моделированием. Процессы деградации пастбищ в субаридном поясе юга России описывали обыкновенными дифференциальными уравнениями. Эта концепция выступает базовой в разработке имитационных моделей. Динамику изменения эффективных покрытий для фитоценозов пастбищ Чёрных земель в процессе деградации прослеживали от исходных пастбищ до полного опустынивания. Аналитические решения для различных условий сукцессионной динамики при деградации естественных пастбищных угодий представляются удобным тестом при оценке адекватности имитационного моделирования. Исходные временные ряды космических наблюдений за эффективными покрытиями фитоценозов использовали для параметризации имитационных моделей. Модели реализованы в системе имитационного моделирования AnyLogic. Процесс разработки модели основан на визуальном программировании с использованием графического интерфейса пользователя. Информационные потоки в среде Any- logic перераспределяются с течением времени по системе накопителей, связанных между собой ориентированным графом модели. Вычислительный эксперимент, демонстрирующий результаты имитации с различными параметрами, использовали для ориентировочной (качественной) оценки экосистемной устойчивости. Результаты аналитического моделирования с использованием обыкновенных дифференциальных уравнений и имитационное моделирование показали высокую идентичность. Исследование динамики пастбищных экосистем с использованием вариационного эксперимента демонстрирует возможность визуального (когнитивного) подбора параметров модели, отвечающей условиям стационарности пастбищных экосистем. Изучение динамики сукцессий пастбищных фитоцнозов рассматриваемым методом открывает новые возможности для решения задач оптимального использования биоресурсов и устойчивости пастбищных экосистем.

имитационное моделирование, системы дифференциальных уравнений, динамика сукцессий, экстремальные точки, биоразнообразие, управление биоресурсами