Het aanpassen van de waterstroomsnelheid in een rivier kan voorkomen dat invasieve soorten stroomopwaarts gaan en hun verspreidingsgebied vergroten. Een toegepast wiskundige aan de UT heeft een partieel differentiaalvergelijkingsmodel ontwikkeld om de gewenste stroomsnelheid te vinden om invasieve populaties te verminderen.

Het model is gedetailleerd beschreven in een nieuw artikel van Suzanne Lenhart, Chancellor's Professor en James R. Cox Professor in de wiskunde, gepubliceerd in Wiskunde .

"Invasieven vormen een ernstige bedreiging voor inheemse habitats en soorten, vooral in aquatische omgevingen, "zei Lenhart. "Door optimale controletechnieken te gebruiken in een model met realistische hydrologische kenmerken, we hebben geïllustreerd hoe de stroomsnelheid in een rivier kan worden aangepast om te voorkomen dat een invasieve soort stroomopwaarts beweegt."

Wiskundige modellen zoals het PDE-model in deze studie, die een invasieve populatie in een rivier vertegenwoordigt, kan inzicht geven in nieuwe managementstrategieën. Huidige strategieën om stroomopwaartse uitbreiding van invasieve soorten te voorkomen, zijn onder meer elektrische hekken of netten in de rivier, maar dit zijn niet de enige beheersmaatregelen die kunnen worden genomen.

Rivierstroming beïnvloedt het overlevingssucces van soorten in habitats. Lagere stroomsnelheden vergroten de kans op voortbestaan ​​van een soort, en hogere stroomsnelheden remmen het succes door het bereik en de overlevingskans van de soort te beperken. Deze studie onderzoekt hoe waterafvoersnelheden, gecontroleerd door waterafvoermechanismen zoals dammen, kan de invasieve populaties stroomafwaarts dwingen terwijl de beheerskosten worden geminimaliseerd.

"Met ons model we laten zien hoe ver de invasieve populatie stroomopwaarts beweegt zonder controle, constante controle, en optimale controle van de waterafvoer, "zei Lenhart. "Zoals verwacht, de populaties zonder controle kunnen verder stroomopwaarts bewegen, en we kunnen de controleniveaus manipuleren om het gewenste debiet te vinden."

"In de toekomst, we hopen deze resultaten met nieuwe gegevens toe te passen op een bepaalde invasieve soort zoals Aziatische karper, ' zei Lenhart.