ИСТИНА

В работе представлена разрабатываемая в среде NetLogo [1] агентная модель популяции фитопланктона. Развитие популяции происходит за счет потребления двух ресурсов: солнечного света и минеральных веществ. Особенностью модельной среды обитания является распределение ресурсов по двум слоям. В верхнем слое содержание питательных веществ принимается равным нулю, интенсивность света падает с глубиной (по вертикали) в соответствии с экспоненциальным законом. В нижнем слое освещенность отсутствует, питательные вещества распределены по вертикали равномерно. Такие специфические условия обитания фитопланктона характерны для северных морей Российской федерации, в частности, для южной и восточной части Карского моря. В этом регионе распределение солености и плотности воды обусловлены большим материковым стоком речных вод и таянием льдов [2]. Летом плотность и соленость верхнего слоя понижена, их увеличение по глубине происходит очень резким скачком, происходит «разделение» толщи воды на два слоя. Таким образом, складываются специфические условия обитания фитопланктона: в верхнем слое для микроорганизмов доступен солнечный свет, а в нижнем – необходимые элементы минерального питания. Модельная популяция клеток разбита на 2 субпопуляции – клетки, находящиеся в верхнем слое среды (ups) и нижнем (downs). Клетки ups поглощают свет, фотосинтезируют (создают органические вещества), увеличивая свою плотность, при этом расходуют внутриклеточные минеральные вещества. Клетки downs пополняют за счет среды внутриклеточное содержание минеральных веществ и осуществляют основной обмен веществ, расходуя свою биомассу, при этом уменьшается их плотность. Деление клеток возможно только в субпопуляции downs. Переход клеток между субпопуляциями, смерть и деление происходят при достижении пороговых значений плотности и запасов биогенов. Параметризация модели проводилась по литературным и экспедиционным данным [2]. На разных этапах развития модельной популяции можно наблюдать различные соотношения клеток в водных слоях – преимущественное расположение популяции в верхнем или нижнем слое, а также распределение численности клеток с двумя максимумами. Численность и структура популяции существенно зависят от меняющихся условий освещенности. Эти результаты демонстрируют качественное согласие с данными натурных наблюдений. Исследование выполнено в рамках научного проекта государственного задания МГУ No121032500060-0.