Моделирование темпов роста чужеродных видов насекомых, дифференцированное по стадиям онтогенеза

Наши исследования посвящены различным аспектам инвазионных процессов в биосистемах. При вторжении агрессивных насекомых сопротивление биотической среды значительное, но конечное время может полностью отсутствовать. В условиях большой удельной плодовитости развиваются нестационарные режимы изменения численности. Реализуется вспышка с фазой взрывообразного роста, один особый вариант которой мы моделировали ранее. Со вспышками связан ряд изменений в физиологической регуляции, которые наблюдаются в экодинамике при экстремальных состояниях вида и среды. Классический пример изменений — появление мигрирующих крылатых форм у саранчи и обычно нелетающего интродуцированного в Ставропольском крае жука-листоеда Zygogramma suturalis при образовании фронта популяционной волны огромной плотности особей. Традиционные математические модели для описания темпов среднего весового прироста особей поколения не могут рассматривать ситуации стремительных инвазий, где сильно отличаются факторы конкуренции и выживаемости на разных стадиях развития насекомых, так как плотность поколений изменяется на порядки. Влияние на рост величины локального скопления не может быть постоянным в онтогенезе. На разных стадиях фактор общей численности отражается различно. Цель моделирования — получение бистабильной и гибкой динамической системы. В статье предлагается модель дифференцированного описания весового прироста на трех стадиях развития насекомых с неполным циклом превращений тремя сопряженными по начальным условиям дифференциальными уравнениями. В итоге реализуется непрерывно-дискретная динамическая система с гибридным представлением времени на интервале жизненного цикла. Модель будем использовать при дополнении гибридной вычислительной структуры для расчетов темпов убыли поколений, которые резко изменяются при запуске и затухании инвазионной вспышки численности. Роль играет отклонение темпов роста от оптимальных значений. Идея работы в том, что все процессы изменения численности или роста для насекомых необходимо моделировать по стадиям развития их онтогенеза.