Кластерная синхронизация в модели пространственно-временной динамики возрастной структуры популяции с дальними взаимодействиями

Исследованы механизмы формирования неоднородного пространственного распределения в системе миграционно связанных двухвозрастных популяций. Показано, что на протяженном двумерном ареале типичные пространственные структуры – это пятна и полосы из субпопуляций с синхронной динамикой. В то время как на окружающих их участках отмечается некогерентная динамика или пространственно-временной хаос. В большинстве случаев регулярная пространственно-временная динамика смешана со случайно расположенными на ареале одиночными популяциями с сильными выбросами численностей (уединенные состояния). Показано, что при снижении силы связи растет число популяций с выбросами, они синхронизируются между собой и образуют кластеры (пятна) уединенных состояний.

Рис. Снимок моментального состояния (слева) и профили (справа) пространственно-временной динамики в системе миграционно связанных двухвозрастных популяций, заселяющих двумерный ареал. Примеры показывают, что точечные популяции образуют скопления (кластеры) синхронных популяций разных форм: (a) в виде узора из концентрических кругов, (b) мелких пятен (C3), окруженные несинхронными между собой популяциями (пространственно-временной хаос С1), либо (c) бегущей волной (C4), либо (d) полностью синхронной популяциями (с периодом колебания 4)

Сведения об опубликовании:

 

Kulakov M., Frisman E. Clustering Synchronization in a Model of the 2D Spatio-Temporal Dynamics of an Age-Structured Population with Long-Range Interactions // Mathematics. 2023. 11 (9):2072. DOI: 10.3390/math11092072.