Оптимальное управление устойчивым развитием при биологической реабилитации Азовского моря

Статья посвящена применению концепции управления устойчивым развитием к задаче борьбы с эвтрофикацией мелководных водоемов (на примере Азовского моря). При описании динамики состояния водоема используются уравнения в частных производных, которые решаются численно методом конечных разностей. Решается динамическая задача минимизации затрат на поддержание экосистемы водоема в заданном состоянии, которое интерпретируется как требование устойчивого развития. Разработан исследовательско-прогнозный комплекс, включающий математические модели гидробиологии мелководного водоема, базы экологических данных, а также библиотеку программ, используемую для построения сценариев развития экологической обстановки в Азовском море. Дан прогноз изменения концентрации вредоносных синезеленых водорослей вследствие загрязнения вод мелководного водоема биогенными веществами, вызывающими бурный рост этих водорослей. Изучено влияние пространственного распределения температуры, солености на биологическую очистку вод Азовского моря посредством альголизации зеленых водорослей, вытесняющих токсичные синезеленые. С помощью созданного исследовательско-прогнозного комплекса, использующего материалы экспедиционных работ, можно изучать ключевые механизмы формирования вертикальной и горизонтальной зональностей в распределении концентраций биогенных веществ, кислорода и планктонных популяций, устанавливать значения параметров управления объемом сероводородной и гипоксинной зон, оценивать возможность биологической очистки вод Азовского моря с помощью альголизации его зеленой водорослью Chlorella vulgaris BIN с последующим вытеснением токсичных наиболее распространенных в мелководных водоемах синезеленых водорослей, таких как Aphanizomenon flos-aquae, осуществлять ранжирование экологической эффективности факторов управления устойчивостью видового состава фитопланктона, включая «цветение» микроводорослей. Приведены примеры численных расчетов, проведен анализ полученных результатов.