Численное моделирование преднерестовой и нерестовой миграций представителя семейства терпуговых рыб (на примере одноперового терпуга)

Предложена пространственно-временная модель динамики терпуговых рыб в период их преднерестовых и нерестовых массовых миграций. Модель разработана на материале оригинальных верифицированных многолетних наблюдений и промышленных уловов в заливе Петра Великого (Японское море), запись уравнений динамики плотности самцов/самок и массовых суточных перемещений рыб выполнена в терминах уравнений переноса. Эти уравнения представлены в форме модифицированных уравнений Патлака-Келлера-Сегеля, согласно которым поток объектов/субстанции направлен вдоль градиентов введенных функций зон стимулов. Полагается, что в преднерестовый период происходят морфофизиологическая (биохимическая терморегуляция и ряд других эндогенных процессов) и поведенческая адаптации к достаточно длительному и энергозатратному нересту, где стимулом массовых перемещений рыб выступает их пребывание в комфортных для них в этот период условиях среды. При нересте стимул обусловливает поиск распределенных в прибрежной области дна водоема удобных и хорошо аэрированных выступов его рельефа. Моделирование связанных со стимулами действий выполнено на основании сведений о предпочтительных глубинах преднерестовой зоны рыб и особенностях распределений комфортных для них участков нереста. Полагается, что интенсивность суточных перемещений пропорциональна их линейному размеру (чем крупнее рыба, тем быстрее она движется). В уравнениях для этапа нереста учитывается пространственная конкуренция самцов, что в естественных условиях наблюдается только в окрестности нерестовых участков. Вне этих участков самцы продолжают поиски новых удобных для нереста участков. Для самок стимулом передвижений выступают скопления самцов, сигналом о скоплении которых могут выступать некоторые выделяемые самцами субстанции (например, выделяемая самцами слизь) или визуальный контакт. Учитывается диффузия распределения рыб и вязкость среды обитания (диффузия скорости). Начальное распределение рыб задается их усредненным за многолетний период наблюдений июльским распределением в заливе Петра Великого.

миграция рыб, нерест, уравнения Патлака-Келлера-Сегеля, зона адаптации