Интерес к исследованию экологических систем возник давно, однако только в последнее время появилось понимание того, что реалистические модели экосистем должны учитывать возможность резких, зачастую катастрофических изменений их структуры и динамики, так называемых переключений режимов. «Дрифтерная катастрофа», «Канадский тресковый кризис», депопуляция грифов в Южной Азии – это лишь некоторые примеры катастрофических природных изменений. Понимание процессов, приводящих к изменениям такого рода, является критическим для определения природоохранных и ресурсосберегающих стратегий развития и нахождения пути к устойчивому и гармоническому сосуществованию природы и общества.
Адекватное решение поставленных задач возможно только с привлечением строгого математического аппарата теории динамических систем и методов оптимального управления, которые позволяют не только формально описать процессы, происходящие в экологических системах, но и найти пути их оптимального использования и сохранения. При этом необходимость учета влияния дискретных переключений режимов требует использования нового теоретического аппарата. Это теория гибридных динамических систем, которая была разработана в последние два десятилетия и получила широкое применение для описания как технических, так и физических или биологических процессов со смешанной дискретно-непрерывной динамикой. В нашем проекте методы теории гибридного оптимального управления будут развиты и применены к широкому классу эколого-экономических задач со сменой режимов. Такой подход позволит не только определить оптимальные стратегии природоохранного менеджмента, но и позволит лучше понять динамику сложных живых систем и механизмы их функционирования.