Регулировка расхода воды в реке может предотвратить перемещение инвазивных видов вверх по течению и расширение их ареала. Прикладной математик из UT разработал модель уравнения в частных производных, чтобы найти желаемую скорость потока для сокращения инвазивных популяций.
Модель подробно описана в новой статье Сюзанны Ленхарт, профессора канцлера и профессора математики Джеймса Р. Кокса, опубликованной в Mathematics.
«Инвазии представляют серьезную угрозу для естественной среды обитания и видов, особенно в водной среде», - сказал Ленхарт.«Используя оптимальные методы управления в модели с реалистичными гидрологическими характеристиками, мы продемонстрировали, как регулировать скорость течения реки, чтобы предотвратить перемещение инвазивных видов вверх по течению».
Математические модели, такие как модель PDE в этом исследовании, которая представляет инвазивную популяцию в реке, могут дать представление о новых стратегиях управления. Текущие стратегии предотвращения распространения инвазивных видов вверх по течению включают электрические заборы или сети в реке, но это не единственные меры управления, которые можно предпринять.
Речной сток влияет на успешность выживания видов в местах обитания. Более низкие скорости потока увеличивают вероятность сохранения вида, а более высокие скорости потока препятствуют успеху, ограничивая ареал вида и шансы на выживание. В этом исследовании исследуется, как скорость сброса воды, контролируемая механизмами сброса воды, такими как плотины, может вытеснять инвазивные популяции вниз по течению, сводя к минимуму затраты на управление..
«С помощью нашей модели мы показываем, как далеко инвазивная популяция перемещается вверх по течению без контроля, постоянного контроля и оптимального контроля расхода воды», - сказал Ленхарт.«Как и ожидалось, популяции без контроля могут двигаться дальше вверх по течению, и мы можем манипулировать контрольными уровнями, чтобы найти желаемую скорость потока».
«В будущем мы надеемся применить эти результаты с новыми данными к конкретным инвазивным видам, таким как азиатский карп», - сказал Ленхарт.