La regolazione della portata dell'acqua in un fiume può impedire alle specie invasive di risalire la corrente e ampliare il loro raggio d'azione. Un matematico applicato dell'UT ha sviluppato un modello di equazione differenziale parziale per trovare la portata desiderata per ridurre le popolazioni invasive.

Il modello è dettagliato in un nuovo articolo di Suzanne Lenhart, Professore del Cancelliere e James R. Cox Professore di Matematica, pubblicato in Matematica .

"Gli invasivi rappresentano una seria minaccia per gli habitat e le specie autoctone, soprattutto in ambienti acquatici, " ha affermato Lenhart. "Utilizzando tecniche di controllo ottimali in un modello con caratteristiche idrologiche realistiche, abbiamo illustrato come regolare la portata in un fiume per evitare che una specie invasiva si muova a monte".

Modelli matematici come il modello PDE in questo studio, che rappresenta una popolazione invasiva in un fiume, può fornire informazioni su nuove strategie di gestione. Le attuali strategie per prevenire l'espansione a monte delle specie invasive includono recinzioni elettriche o reti nel fiume, ma queste non sono le uniche azioni gestionali che si possono intraprendere.

Il flusso del fiume influisce sul successo di sopravvivenza delle specie negli habitat. Portate più basse aumentano la possibilità che una specie persista, e portate più elevate inibiscono il successo limitando l'areale della specie e le possibilità di sopravvivenza. Questo studio indaga come i tassi di scarico dell'acqua, controllato da meccanismi di rilascio dell'acqua come dighe, può forzare le popolazioni invasive a valle riducendo al minimo i costi di gestione.

"Con il nostro modello, mostriamo fino a che punto la popolazione invasiva si sposta a monte senza alcun controllo, controllo costante, e controllo ottimale dello scarico dell'acqua, " disse Lenhart. "Come previsto, le popolazioni senza controllo sono in grado di spostarsi più a monte, e possiamo manipolare i livelli di controllo per trovare la portata desiderata."

"Nel futuro, speriamo di applicare questi risultati con nuovi dati a una particolare specie invasiva come la carpa asiatica, " disse Lenhart.