Optimal bestemmelse av forholdet mellom bestand og ungfisk

Forholdet mellom gytebestand og ungfisk er viktig for prediksjon av fiskebestanden. For å beskrive dette forholdet benyttes tradisjonelt bestands-rekrutteringsfunksjoner, men det har vært uklart om funksjonene er detaljerte nok. Dette fordi antall ungfisk påvirkes av bestanden gjennom en prosess fra gyting, via yngel og ungfisk til fiskebestanden. I tillegg kan forholdet mellom gytebestand og ungfisk endres over tid. For å beskrive tidsforandringer av flere stadier av en bestand, hvor et stadium eksempelvis kan være en årsgruppe eller yngel, benyttes gjerne stadiumsstrukturerte populasjonsdynamikkmodeller.

I avhandlingen introduserer Schaarschmidt populasjonsdynamikkmodeller basert på ordinære differensialligninger og differensligninger som beskriver livssyklusen hos fisk. Hun viser at de nye populasjonsmodellene kan beskrive det samme forhold mellom fiskebestand og ungfisk som flere velkjente bestands-rekrutteringsfunksjoner. I mange tilfeller er disse funksjonene mer detaljerte. De nye modellene beskriver også langtids- og korttidsforandringer av bestands-rekrutteringsforholdet. De vil også kunne benyttes for å undersøke hvordan tilgang på næringsrik mat påvirker rekruttering til fiskebestanden.

Populasjonsdynamikkmodeller må tilpasses data for en bestemt bestand. Denne tilpasningen er et sentralt optimeringsproblem. Et overraskende funn er at deterministiske optimeringsmetoder, som ikke benytter deriverte, er godt egnet for å finne nøyaktige nok løsninger til optimeringsproblemet. Flere av optimeringsmetodene blir også sammenlignet på grunnlag av kriterier som hastighet og nøyaktighet. Resultatene er viktige, siden metodene som ble undersøkt også kan takle utfordringer som er beskrevet i fiskerilitteraturen.

Personalia

Ute-Alexandra Schaarschmidt (f. 1986) er utdannet Finans- og Bedriftsmatematiker ved Technische Universität München. Som del av studiet skrev hun masteroppgave om sensitivitetsanalyse, ved Havforskningsinstituttet (HI) i Bergen.

Hun bidro også til videreutvikling av populasjonsdynamikkmodeller ved HI, før hun ble stipendiat i optimering ved Institutt for Informatikk ved UIB.