数学如何帮助控制水生侵入物种的传播并保护原生野生动物

调整河流中的水流速可以防止侵入性物种移动上游和扩大其范围。在UT上的应用数学家开发了一个部分微分方程（PDE）模型，以找到所需的流速来减少侵入性群体。

该模型详述了Suzanne Lenhart，Chancellor教授和James R. Cox Mathematics教授的新纸上，在数学中发表。

“侵犯者对本土栖息地和物种构成严重威胁，特别是在水生环境中，”Lenhart说。“在具有现实水文特征的模型中使用最优控制技术，我们说明了如何调整河流中的流速，以保持侵入性物种上游移动。”

本研究中PDE模型的数学模型代表了河流中的侵入性人口，可以深入了解新的管理策略。预防侵入物种上游扩展的目前的策略包括河流中的电围栏或网，但这些不是可以采取的唯一管理行动。

河流影响物种生存成功在栖息地。较低的流量增加了物种持续存在的可能性，并且通过限制物种的速度和生存率的机会，更高的流速抑制了成功。本研究调查了通过水坝等水释放机制控制的水排放率如何迫使侵入性群体下游，同时最大限度地减少管理成本。

Lenhart说：“通过我们的模型，我们展示了侵入性人口上游移动的距离，不受控制，不断控制和对排水的最佳控制，”Lenhart说。“正如预期的那样，没有控制的群体能够进一步上游移动，我们可以操纵控制级别以找到所需的流速。”

Lenhart说：“在未来，我们希望将这些结果用新数据应用于特定的侵入性物种，”Lenhart说。

参考：丽贝卡Pettit和Suzanne Lenhart，2019年10月15日的“河里侵入物种PDE模型的最佳控制”，Mathematics.doi：
10.3390 / MATH7100975