Рассмотрена общая структура имитационной модели, наиболее важные принципы описания процессов биогидрохимической трансформации соединений биогенных элементов (C, N, P, Si) и динамики растворенного кислорода в экосистеме Вислинского залива (ВЗ) Балтийского моря. По материалам многолетних наблюдений выполнена параметрическая настройка модели, проведена проверка ее адекватности и чувствительности к изменению значений параметров, рассчитана и проанализирована внутригодовая динамика соединений биогенных элементов, компонентов планктонного и бентосного звеньев экосистемы залива, количественно оценены величины времени оборота, а также потоков (балансов) растворенных и взвешенных веществ между выделенными компонентами модели. Модельными расчетами установлено, что по всем переменным имитационной модели получено достаточно хорошее качественное и количественное соответствие результатов моделирования данным непосредственных наблюдений. Практическая реализация вычислительных процедур настройки модели показала, что предлагаемые алгоритмы поиска параметров для биогидрохимического блока имитационной модели позволяют успешно решать оптимизационную задачу даже в условиях недостаточного объема данных наблюдений и сравнительно высокой их дисперсии. Необходимо обратить внимание на имеющиеся статистически достоверные межгодовые отличия значений эмпирических параметров модели. Следует с большой осторожностью использовать одни и те же значения модельных параметров при проведении вычислительных экспериментов для разных лет наблюдений и разработке прогнозов развития экосистемы залива при изменении внешних условий. Приведена количественная оценка значений времени оборота для модельных компонентов экосистемы ВЗ. Показано, что в подавляющем числе случаев имеются достоверные межгодовые различия значений времени оборота модельных переменных. Расчеты балансов растворенных органических веществ, а также азота, фосфора и кремния в составе детрита позволили сделать важный вывод о существенной роли гетеротрофного бактериопланктона и простейших организмов в процессах трансформации соединений биогенных элементов в экосистеме залива.

экосистема; биогенные элементы; гетеротрофный бактериопланктон; фитопланктон; зоопланктон; бентос; детрит, трофическая цепь; математическое моделирование; экологическая имитационная модель

Александров С. В. Первичная продукция планктона в лагунных экосистемах Балтийского моря (Вислинский и Куршский заливы). Калининград: ФГУП «АтлантНИРО», 2010. 228 с.

Брандт З. Анализ данных. Статистические и вычислительные методы для научных работников и инженеров. М.: Мир, 2003. 686 с.

Гидрометеорологический режим Вислинского залива / Под ред. Н. Н. Лазаренко, А. Маевского. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 279 с.

Ежова Е. Е., Рудинская Л. В., Павленко-Лятун М. В. Вислинский залив. Макрозообентос // Закономерности гидробиологического режима водоемов разного типа / Под ред. А. Ф. Алимова, М. Б. Ивановой. М.: Научный мир, 2004. С. 146–164.

Кейда М. Э. Вислинский залив. Ихтиоценоз // Закономерности гидробиологического режима водоемов разного типа / Под ред. А. Ф. Алимова, М. Б. Ивановой. М.: Научный мир, 2004. С. 168–172.

Науменко Е. Н. Зоопланктон Вислинского залива. Калининград: КГТУ, 2007. 169 с.

Подгорный К. А. Расчет параметров термогидродинамического взаимодействия, характеристик теплового баланса и температуры воды в нестратифицированных водоемах. Ярославль: ЯГТУ, 2000. 100 с.

Подгорный К. А. Математическое моделирование пресноводных экосистем нестратифицированных водоемов (алгоритмы и численные методы). Рыбинск: Изд-во ОАО «Рыбинский Дом печати», 2003. 328 с.

Подгорный К. А. Математическая модель для изучения экосистемы Вислинского залива Балтийского моря. Часть 1. Теоретические основы и структура модели, методология подготовки исходных данных для выполнения расчетов. Калининград: АтлантНИРО, 2018. 271 с.

Чечко В. А. Анализ пространственно-временной изменчивости взвешенного вещества Калининградского залива Балтийского моря // Водные ресурсы, 2002. Т.29, №4. С. 425–432.

Chubarenko B. V., Lund-Hansen L. Ch., Beloshitskii A. Comparative analysis of potential wind-wave impact on bottom sediments in the Vistula and Curonian lagoon // The Baltica: an international yearbook on geology, geomorphology and palaeogeography of the Baltic sea, 2002. Vol. 15. P. 30–39.

Chubarenko B. V., Margoński P. The Vistula lagoon // Ecological studies, v. 197 – Ecology of Baltic coastal waters / Ed. U. Schiewer. Berlin–Heidelberg: Springer-Verlag, 2008. P. 167–195.

Delft 3D WAQ, v. 2.02: detailed description of processes. Technical reference manual. Delft, the Netherlands: Delft Hydraulics, 2005. 386 p.

Nelder J. A., Mead R. A simplex method for function minimization // Comp. J. 1965. Vol. 7. P. 308–313.

Podgornyi K. A., Leonov A. V. Review of the current methods used to assess the values of coefficients, sensitivity, and adequacy of simulation models of Aquatic Ecosystems // Water Resources, 2015. Vol. 42, no. 4. P. 477–499.

Theil H. Applied economic forecasting. Amsterdam: North-Holland, 1971. 474 p.

Transboundary waters and basins in the South-East Baltic / Ed. by B. V. Chubarenko. Kaliningrad: Terra Baltica, 2008. 306 p.

Witek Z., Zalewski M., Wielgat-Rychert M. Nutrient stocks and fluxes in the Vistula lagoon at the end of the twentieth century. Slupsk–Gdynia, 2010. 186 p.