Восьмая Национальная научная конференция с международным участием «Математическое моделирование в экологии» (ЭкоМатМод-2023) прошла с 9 по 11 ноября 2023 года в Институте физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН – обособленном подразделении ФИЦ «Пущинский научный центр биологических исследований РАН». Конференция проводилась совместно с ИМПБ РАН – филиалом ИПМ им. М.В. Келдыша РАН.
В программу вошли пленарные и секционные доклады, краткие выступления, дискуссии. Всего было организовано 11 научных заседаний. Благодаря возможности подключиться к работе конференции онлайн, в мероприятии приняли участие ученые из разных городов Центральной России, Сибири, Дальнего Востока. Очная часть конференции проходила в стенах ИФХиБПП РАН в Пущино. Участники конференции отметили важность междисциплинарного диалога ученых для математического моделирования биологических процессов.
«Каждые два года наше модельерское сообщество имеет возможность тесного общения друг с другом. Конечно, мы можем быть участниками многих других конференций, самые близкие для нас это «Математическая биология и биоинформатика», проводимая Институтом математических проблем биологии и «Математика, компьютер, образование», организуемая кафедрой биофизики Биологического факультета МГУ. Но мне кажется, что по-настоящему теплые, дружеские отношения между участниками конференции, что выражается в постоянстве состава и тем их докладов, сложились именно здесь, на нашем «ЭкоМатМод». И я не ошибусь, если скажу, что это заслуга основателя и организатора первых пяти конференций – Александра Сергеевича Комарова», – приветствуя коллег, сказал директор ФИЦ ПНЦБИ РАН Павел Яковлевич Грабарник.
Конференция задумывалась Александром Сергеевичем как площадка встречи модельеров и естествоиспытателей, в круг которых входят и экологи, и почвоведы, и географы, и геологи – представители научных специальностей, которые трудятся в стенах Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН. Александр Сергеевич Комаров хорошо понимал, что такие контакты важны обеим сторонам междисциплинарного диалога.
«Традиция междисциплинарных конференций в нашем случае идет от школ-конференций Алексея Андреевича Ляпунова и Альберта Макарьевича Молчанова по математическому моделированию в биологии, которые зародились в начале 70-х прошлого века и продолжались почти 20 лет. И вот уже более 16 лет Комаровские школы гостеприимно распахивают свои двери», – отметил Павел Яковлевич Грабарник.
Конференция, благодаря онлайн-формату, не прерывалась даже в период пандемии коронавируса. Однако ученые не умаляют достоинств живого общения и с удовольствием приезжают в Пущино, чтобы пообщаться между собой и в ходе заседаний, и в неформальной обстановке.
«Участие в конференциях и семинарах – это образ существования ученого. Поэтому для меня это естественно. Доклад на предыдущей конференции я делал с больничной койки, поэтому уже соскучился по коллегам и в этом году принял решение участвовать очно. Организация «ЭкоМатМод» замечательная, всегда дружеские отношения. Все ведущие специалисты в области экологического моделирования из России и многие зарубежные так или иначе отметились в череде этих конференций», – поделился мнением доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории математической экологии Института физики атмосферы РАН Дмитрий Олегович Логофет.
Приветствия участникам передали руководители партнера конференции – Института математических проблем биологии РАН – директор Михаил Николаевич Устинин и научный руководитель Виктор Дмитриевич Лахно. Пожелания успеха прислала старожил и основатель конференции Аргента Антониновна Титлянова, доктор биологических наук, сотрудник Института почвоведения и агрохимии СО РАН, в прошлом работавшая с такими выдающимися учеными, как Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский и Алексей Андреевич Ляпунов. Также приветствия передали коллеги-почвоведы – член-корреспондент РАН Валерий Николаевич Кудеяров и директор ИФХиБПП РАН, член-корреспондент РАН Андрей Олегович Алексеев.
Участники конференции отметили, что Александр Сергеевич Комаров стремился сделать конференцию чем-то вроде «методологического интенсива», где в дискуссиях вырабатываются стратегии развития научных направлений, способных повлиять на научную политику.
«Бесспорно, есть внутренняя логика развития области знания, но умение увидеть маяки, к которым двигаться – это важная задача нашей конференции. Поэтому мы стараемся пригласить для больших обзорных лекций лидеров, чьи идеи могут быть ориентиром для новых целей и задач моделирующего сообщества», – сказал директор ФИЦ ПНЦБИ РАН Павел Яковлевич Грабарник.
Основные тематические направления работы конференции – моделирование циклов элементов и потоков вещества в экосистемах, а также моделирование динамики популяций и сообществ.
Конференция началась с секционного доклада «Математические модели, объединяющие экологический и генетический подходы в математической популяционной биологии». Его представил Ефим Яковлевич Фрисман, член-корреспондент РАН, директор Института комплексного анализа региональных проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук. Опираясь на исторические работы предшественников, Ефим Яковлевич перешел к современным авторам и актуальным исследованиям. Он рассказал о математическом моделировании динамики генных частот в больших популяциях и отметил, что многие виды животных с выраженным сезонным характером процессов размножения демонстрируют четкие колебания численности популяций, динамику которых удобно исследовать с помощью рекуррентных уравнений.
Доклад о проверке гипотез о функционировании объекта на основе обработки экспериментальных данных представил Александр Витальевич Соколов, старший научный сотрудник лаборатории эволюционной биогеохимии и геоэкологии Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, сотрудник Центра распределенных вычислений Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН.
«Последний раз о структурно-мультипликативном среднем неотрицательных матриц: точное решение задачи осреднения» – так озаглавил своё выступление перед участниками конференции Дмитрий Олегович Логофет, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории математической экологии Института физики атмосферы РАН. Дмитрий Олегович рассказал о матричных моделях динамики популяций и осреднении проекционных матриц популяции. «Российских работ по матричным моделям популяции очень мало, и в основном они аффилированы с данной аудиторией. Но не числом, так умением! Таких моделей, как наши российские, нет ни у кого. А почему? Потому что нет таких данных. Например, у моих коллег 15 лет ежегодного, без пропусков, мониторинга структуры локальной популяции на постоянных пробных площадях. Такого ряда нет нигде в мире!» – сказал Дмитрий Олегович.
Доклад «Использование общих ресурсов – простые причины отличаться от других» в дистанционном формате представил доктор Януш Ухманьски, директор Центра экологических исследований, Университет Кардинала Стефана Вышинского. Тема выступления кандидата физико-математических наук, старшего научного сотрудника Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН Александра Владимировича Чернокульского «Смерчи и шквалы в России: климатология, изменчивость, влияние на лесной покров». Он рассказал о наиболее ярких проявлениях нестабильности в циркуляции атмосферы, связанных с изменением климата.
Член-корреспондент РАН Алексей Владимирович Тиунов в докладе рассмотрел связи почвенных и надземных пищевых сетей.
Заведующий кафедрой биологической эволюции биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, доктор биологических наук Александр Владимирович Марков рассказал об изучении гипотезы самоподдерживающейся коэволюции мозга и культуры при помощи компьютерного моделирования. Участники конференции рассматривали эволюционные последствия вакцинации против SARS-COV-2 для будущей разработки стратегий вакцинации, неопределённости в моделировании динамики популяций на примере численности больных эпидемическими ОРВИ в городах РФ.
Значительную часть программы конференции составили доклады, связанные с моделированием различных процессов в лесных экосистемах.
Были представлены динамика экосистемных процессов после единичных и массовых ветровалов в широколиственных лесах, структура модели эктомикоризы для включения в систему имитационных моделей лесных экосистем, вспышки массового размножения лесных насекомых и трансформация фитомассы в лесных экосистемах, расчет зависимости фотосинтеза от солнечной радиации у подроста под пологом леса и на открытом месте в разных условиях водообеспечения.
Также в ходе конференции собравшиеся рассмотрели ансамблевые модели пространственного распространения инвазионных околоводных млекопитающих России, ретроспективу и прогноз дыхания почвы в Южном Подмосковье, потоки парниковых газов над подстилающей поверхностью со сложным рельефом и неоднородной растительностью, оптимальные схемы лесопосадки при создании высокопродуктивных лесных плантаций, устойчивость деревьев в насаждениях к нападению насекомых-вредителей и другие актуальные вопросы, где для решения биологических задач применяется математическое моделирование.
В «ЭкоМатМод-2023» приняли участие более 60 ученых из Москвы, Санкт-Петербурга, Биробиджана, Владивостока, Екатеринбурга, Красноярска, Ростова-на-Дону и других городов и научных центров. В очно-заочном формате доклады прочли представители Московского государственного университета, Санкт-Петербургского государственного университета, Агрофизического научно-исследовательского института, Института географии РАН, Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН, Палеонтологического института РАН, Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова, Института автоматики и процессов управления ДВО РАН, Института водных и экологических проблем СО РАН, Института леса имени В.Н. Сукачева СО РАН, Института комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН, Воронежского государственного лесотехнического университета имени Г.Ф. Морозова и других научных учреждений.
Проведение следующей Национальной научной конференции с международным участием «Математическое моделирование в экологии» намечено на 2025 год.
