Многолетние архивные наблюдения за гидрологическим и гидробиологическим состоянием Азовского моря использованы для идентификации структуры модели его экосистемы. Дополненная экспертными оценками потребления биоресурса (рыбных запасов), уровня загрязнения и возможных экологических штрафов за нарушение естественного состояния моря модель экосистемы формализована методом системной динамики. При этом основная часть функций влияния найдена по данным наблюдений с применением алгоритмов самоорганизации. Приведены результаты имитационных экспериментов с моделью экосистемы, позволяющие анализировать сценарии ее поведения при различных внешних воздействиях (ветер, речной сток, водообмен с Черным морем и пр.).

Предложен метод построения прогностических моделей эколого-экономических систем, основанный на сочетании динамических моделей природной среды и концептуальных моделей природнохозяйственных комплексов (ПХК). Метод позволяет рассматривать пространственно-временные распределения эколого-экономических параметров наряду с полями физических, химических, биологических и других характеристик природной среды. На примере концептуальной модели ПХК "море - суша" в Азовском море показана возможность связать динамику концентраций загрязнений и биоресурса морской среды с экономической рентабельностью промысла и размерами экологических штрафов, управляющих себестоимостью производства.

Предложен системный подход к созданию информационных технологий управления процессами потребления природных ресурсов. На основе метода системной динамики построена динамическая модель эколого-экономической системы, которая связывает экономическую рентабельность потребления ресурсов с экологическим состоянием природной среды. Модель позволяет оценивать размеры отчислений из прибыли предприятия, необходимых для компенсации ущерба, наносимого производством. Рассмотрен пример управления процессом потребления биоресурсов в акватории Азовского моря, находящейся под воздействием берегового промышленного объекта, который изымает ресурсы и загрязняет акваторию отходами производства. Предложена схема усвоения данных наблюдений в моделях системной динамики, превращающая их в информационные технологии управления.

Проблема устойчивого развития природно-хозяйственных комплексов рассмотрена с точки зрения основных балансов в эколого-экономической системе. Построена базовая динамическая модель комплекса, позволяющая прогнозировать сценарии развития производства, потребления природных ресурсов и загрязнения окружающей среды. Предложен механизм управления развитием посредством рентных платежей за пользование ресурсами и экологических штрафов за загрязнение среды. На примере управления концентрацией биоресурса в морской среде показана эффективность использования модели. Приведены результаты вычислительных экспериментов, подтверждающие возможность информационной технологии управления морскими биоресурсами.

Рассмотрена проблема устойчивого развития эколого-экономических систем, приведены концептуальные модели управления развитием. Показано, что наиболее перспективным методом моделирования процессов в эколого-экономических системах является метод системной динамики. Дана сравнительная оценка роли процессов, характеризующих динамику развития эколого-экономических систем, описано управление социально-экономической системой города на основе модели Форрестера. Исследовавна пространственно-временная изменчивость параметров эколого-экономических систем, приведены методы управления развитием природно-хозяйственных комплексов.

Освещены проблемы устойчивого развития мировой социальной эколого-экономической системы, описаны принципы системного анализа. Рассмотрены вопросы биоразнообразия как критерия экологического состояния природной среды. Проанализирована роль моделирования в управлении устойчивым развитием. Изложены основы моделирования процессов в природной среде и в эколого-экономических системах. Значительное внимание уделено вопросам построения социальных и эколого-экономических моделей методом системной динамики, применения метода адаптивного баланса влияний в моделях экологической экономики, моделирования морских экосистем, эколого-экономических систем прибрежной зоны моря. Предложена агрегированная модель социально ориентированной эколого-экономической системы.

Определены системные принципы моделирования и управления устойчивым развитием прибрежной зоны моря (ПЗМ), позволюящие находить рациональный баланс между экономической выгодой и экологической целесообразностью использования ресурсов. Показано, что метод адаптивного баланса является наиболее перспективным при построении моделей морских экосистем и эколого-экономических систем приморских территорий. Приведены примеры использования этого метода для прогноза и управления сценарием развития ПЗМ. Рассмотрена концепция ресурсных потенциалов ПЗМ, условных по отношению к различным технологиям потребления ресурсов. Предложены модели изменчивости биоресурсов северо-западного шельфа Черного моря, а также динамическая модель рекреационных ресурсов ПЗМ, позволяющая прогнозировать рентабельность их использования.

Предложена методология моделирования морских эколого-экономических процессов, основанная на системных принципах природопользования. Описаны методы адаптивного баланса влияний, самоорганизации структуры нейронной сети с применением генетических алгоритмов, объектно-ориентированного описания процессов. Раскрыты возможности использования агентов управления в уравнениях моделей, а также восстановления пространственно-временных полей по фрагментарным данным. Приведены результаты исследования энергетических потоков в экосистемах, особенностей формирования пространственной неоднородности распределения планктона, межгодовой изменчивости биомассы хамсы. Освещены проблемы моделирования морских эколого-экономических систем в контексте устойчивого развития таких систем, как море - суша, планктон - рыба - рыбный промысел.

Имитация возможных сценариев развития процессов в эколого-экономических системах рассмотрена как часть общей проблемы управления природно-хозяйственными комплексами. Потребление минеральных, пищевых и экологических ресурсов представлено как процесс получения кредитов, которые общество предоставляет производству, а производство возвращает обществу в виде части своей прибыли. Если этот природоохранный налог не компенсирует ущерб, наносимый производством окружающей среде, возникает задолженность - накопленный кредит, вследствие чего приостанавливается потребление ресурсов. Для построения унифицированной имитационной модели применен новый метод адаптивного баланса влияний - Adaptive Balance of Causes. Изложены основы этого метода. Приведены примеры использования имитационной модели для расчета сценариев потребления морских биоресурсов при меняющихся экономических условиях и при переменной ассимиляционной емкости морской среды.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.8 + Е0*820*306

Рубрики:

Морські гідрологічні прогнози

Загальна біологія

Шифр НБУВ: Ж14253 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрен общий подход к построению моделей морских экосистем, использующий причинно-следственные связи между протекающими в них процессами. На основе ABC метода (Adaptive Balance of Causes) построена система уравнений модели, представляющая динамику биокомпонента морской среды в их взаимосвязи с циклами углерода, азота, фосфора и содержанием растворенного кислорода, а также учитывающие разнообразные внешние воздействия на экосистему. Обсуждена проблема определения коэффициентов в ABC моделях экосистем. В качестве примера создана модель, имитирующая динамику фитопланктона, зоопланктона и биоресурса в зависимости от содержания органических и неорганических веществ в морской воде. Проведены вычислительные эксперименты с моделью при различных сценариях солнечного, ветрового, температурного и загрязняющего (речной сток) внешних воздействий. Полученные результаты подтвердили эффективность и практическую полезность ABC метода для моделирования морских экосистем.

Разработана общая структура информационно-технологического блока системы управления ресурсами прибрежной зоны моря, которая включает динамико-стохастическую модель морской экосистемы и экономическую модель прибрежной зоны. Для построения подобных моделей применен метод адаптивного баланса влияний (АВС-метод). Рассмотрен пример прогнозирования сценариев развития с усвоением данных наблюдений в простой эколого-экономической системе. Создана и испытана АВС-модель морской экосистемы и экономическая модель потребления морских ресурсов, содержащая логические операторы (агенты) управления. На основе этих моделей выполнены имитационные эксперименты по управлению процессами потребления ресурсов в прибрежной эколого-экономической системе.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221,0

Рубрики:

Океанологія

Шифр НБУВ: Ж14253 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221,0с

Рубрики:

Океанологія

Шифр НБУВ: Ж14253 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Предложен метод построения динамико-стохастических моделей природных систем, основанный на усвоении данных наблюдений в прогностических уравнениях взаимосвязанных процессов. Метод адаптивного баланса влияний применен в этих моделях для получения эволюционных уравнений процессов и усвоения в них данных наблюдений. Полученные общие уравнения рассмотрены на примере морской экосистемы, в которой развиваются четыре взаимосвязанных процесса. Показано, что оптимальное прогнозирование этих процессов требует решения 11-ти систем уравнений, в которых происходит одновременная адаптация прогностических оценок и коэффициентов моделей к наблюдениям. Рассмотрен имитационный вычислительный эксперимент, поясняющий алгоритм предложенного метода моделирования. Сделан вывод о перспективности его использования в геоинформационных системах контроля природной среды.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д247.67

Рубрики:

Сучасне потепління клімату

Шифр НБУВ: Ж14253 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221(922.8)9 + Е0*820*801.631.3(922.8)

Рубрики:

Океанологія

Загальна біологія

Шифр НБУВ: Ж71487 Пошук видання у каталогах НБУВ 

На примере экосистемы северо-западного шельфа Черного моря рассмотрено построение динамической модели интегрированных процессов развития фито- и зоопланктона, личинок и рыб, а также изменчивости концентраций биогенов и детрита. Обобщены данные многолетних наблюдений этих процессов и создана схема причинно-следственных связей между ними. Методом адаптивного баланса влияний получены динамические уравнения модели экосистемы. Предложено использовать метод анализа иерархий для оценки коэффициентов модели, исходя из степени влияния внешних и внутренних факторов на динамику экосистемы. Приведены примеры расчета сценариев интегрированных процессов в экосистеме и выполнено их сравнение с данными многолетних наблюдений в этом районе.

Эколого-экономические свойства локальных участков природной среды (территорий и акваторий) предложено характеризовать ресурсными потенциалами, условными по отношению к технологиям их использования. Разработана информационная модель для прогноза сценариев условных ресурсных потенциалов, позволяющая оценивать рентабельность потребления ресурсов. Модель основана на слежении за величиной долга за пользование ресурсами, который накапливает отрасль экономики (предприятие) при неблагоприятной экономической конъюнктуре или при ухудшении экологических условий природной среды. Приведены примеры имитационного моделирования процессов потребления природных ресурсов с целью управления устойчивым развитием эколого-экономических систем.

Рассмотрены различные модели интегральных (пространственно осреднённых) процессов в морских экосистемах. Разработана объектно-ориентированная модель (ООМ) планктонного сообщества пелагиали, дополненная гидрохимическим блоком, который учитывает аэробные и анаэробные циклы азота и серы. Гидродинамика среды описывается интегральной двухслойной моделью, учитывающей влияние атмосферы на развитие интегральных процессов. ООМ применена для оценки явления гипоксии на мелководье, а также динамики производства и потребления кислорода в различных гидрохимических условиях. Построена математическая модель многоуровневой системы фитопланктон - зоопланктон - рыбы - рыбный промысел. Изучены реакция подобных систем на периодические и импульсные возмущения и их эволюционная релаксация к стационарным состояниям. Предложена динамико-стохастическая модель интегральных процессов в экосистеме северо-западного шельфа Черного моря. Сделан вывод о перспективности интегрального описания процессов в морских экосистемах, основанного на объектно-ориентированном и динамико-стохастическом моделировании.