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Enregistrement W4361271149 · doi:10.23947/2587-8999-2023-6-1-41-52

Correspondence to biophysical criteria of nonlinear effects in the occurrence of Feigenbaum  bifurcation cascade in models of invasive processes

2023· article· en· W4361271149 sur OpenAlexaboutno aff
A. Yu. Perevaryukha

Notice bibliographique

RevueCOMPUTATIONAL MATHEMATICS AND INFORMATION TECHNOLOGIES · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueAquatic and Environmental Studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésNonlinear systemCascadeBifurcationParametric statisticsMathematicsStatistical physicsInterpretation (philosophy)Applied mathematicsStability (learning theory)Set (abstract data type)TrajectoryLimit (mathematics)Computer scienceControl theory (sociology)Mathematical analysisPhysicsArtificial intelligenceStatisticsEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction. The problem of creating a set of criteria for practically substantiated computational modeling of a number of complex staged biophysical processes with pronounced stages and critical transformations, for example, aggressive invasions, is discussed. Known models have a variety of behavior with the occurrence of bifurcations according to the same scenarios, the appearance of cycles, the coexistence of which is determined by Sharkovskii’s theorem. In the limit of complication of cyclic behavior in such models, they often encounter chaotization of the trajectory, but with the existence of an infinite number of periodicity windows. The conditions for an infinite cascade of bifurcations for iterations are determined by the fulfillment of the conditions of Singer’s theorem. The purpose of this work is to show that most of the nonlinear effects associated with chaotization scenarios do not have an ecological interpretation, but we will propose ways to exclude non-interpretable parametric ranges. Materials and methods . Using methods for estimating the stability of stationary states and cyclic trajectories using Singer’s theorem on the criterion for the occurrence of bifurcations for iterative models, we analyze interconnected nonlinear effects. The phenomena are considered on the example of cascades of the appearance of cycles of the period p = 2 i + 1, i→∞ and a cascade of cycles p = 2 i – 1, i→0 of “doubling” or “halfing” the period, which occur in ecological models often used to optimize fishing. Results. It is confirmed that the coexistence of nonlinear effects turns out to be contradictory if the simulation results are interpreted in the field of biocybernetics, on the basis of model and real examples. Iterative models generate unnecessary non-linear modes of behavior, when predicting the dynamics of invasions or harvesting bioresources, taking into account the regulatory impact, for example, in the case of the well-known Feigenbaum scenario. It has been established that bifurcations connected in one scenario have no explanation in ecological reality and are not reflected in the observed biophysical systems. These mathematical artifacts are common to several biophysical models that are very different in their theoretical foundations. Chaotization in real population dynamics has somewhat different properties than can be obtained in a cascade of period doubling bifurcations. The formation of a non-attractive chaotic set in the form of a strange repeller is more consistent with the dynamics of the development of fast invasions. Discussion and conclusions . It is shown that to describe the transformations of biosystemic processes with external influence, as the collapse of a commercial population, it is adequate to use models with the emergence of alternative attractors. These models correspond better to the transitions between the states of populations under the influence of fishing than models with the implementation of cascades of bifurcations of cycles, strange Cantor attractors and chaos regimes in the form of a continuum of unstable trajectories of all periods. The most promising are hybrid models of the life cycle with developmental stages for essential interpretation in ecology and forecasting of biosystems, as they allow to determine the parametric ranges of functioning and exclude unacceptable ranges of parameters where excessive nonlinear effects occur, which have no justification for population processes. The analysis of the adequacy criteria is based on degradation scenarios for a complexly structured sturgeon population in the Volga basin, cod off the coast of Canada, outbreaks of invasive insects, and the spread of the invasive ctenophore Mnemiopsis leidy in the Caspian Sea.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,102
Score d'incertitude au seuil0,145

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,022
Tête enseignante GPT0,243
Écart entre enseignants0,221 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
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