異環(huán)境下海洋浮游生物非線性行為的穩(wěn)定性分析
發(fā)布時(shí)間:2021-02-24 14:09
浮游生物不僅為海洋哺乳動(dòng)物和商業(yè)上重要的魚(yú)類提供食物,而且通過(guò)提供一半的全球初級(jí)生產(chǎn)力和對(duì)生物地球化學(xué)循環(huán)做出重大貢獻(xiàn),在海洋生態(tài)系統(tǒng)的功能中發(fā)揮著根本作用。因此,海洋浮游生物群落結(jié)構(gòu)的變化是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。生物上,通過(guò)觀測(cè)海洋測(cè)量數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)浮游生物的群落結(jié)構(gòu)受到多種因素的影響。數(shù)學(xué)建模是分析外在環(huán)境變化和內(nèi)在生理變化對(duì)浮游生物生物量影響的一個(gè)重要理論方法。通過(guò)對(duì)浮游生物建立恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型,研究其生物量變化規(guī)律,從而能對(duì)浮游生物的生長(zhǎng)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。本文研究了異環(huán)境對(duì)浮游生物模型穩(wěn)定性的影響,其中包括化學(xué)物理?xiàng)l件(溫度、營(yíng)養(yǎng)鹽),生物過(guò)程(生長(zhǎng)條件、捕食環(huán)境),適應(yīng)性變化(表型可塑性、行為選擇),這使得本文所研究的問(wèn)題更符合實(shí)際情況。針對(duì)具有適應(yīng)性變化和環(huán)境因素影響的捕食模型,本文主要運(yùn)用穩(wěn)定性理論和中心流形定理,實(shí)現(xiàn)了浮游生物模型的動(dòng)力學(xué)行為分析。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,為了研究不同體型大小的浮游生物生物量的變化,考慮了一類具有細(xì)胞大小的浮游生物模型的穩(wěn)定性,其中浮游植物的增長(zhǎng)率、下沉率是其細(xì)胞大小的函數(shù),且浮游動(dòng)物的體型大小是具有最佳捕食者-獵物尺寸比的。在解的正定性...
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:128 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1:厄水?圖1.2:赤潮??Fig.?1.1.?Urban?water?Fig.?1.2.?Red?tide??
?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???以建模為捕食型(變量對(duì)彼此的增長(zhǎng)率有相反的影響,是一種負(fù)反饋,如細(xì)胞周期振??蕩)、競(jìng)爭(zhēng)型(變量對(duì)彼此的增長(zhǎng)率有負(fù)作用,對(duì)A的正變化導(dǎo)致對(duì)B的抑制,是一個(gè)??正反饋,如細(xì)胞分裂)和互利共生型(變量對(duì)彼此的增長(zhǎng)率有正效應(yīng),是一個(gè)正反饋),??見(jiàn)圖1.3.針對(duì)浮游生物,由浮游植物和浮游動(dòng)物構(gòu)成的捕食模型是更適合研究的數(shù)學(xué)??模型。捕食模型中的功能反應(yīng)函數(shù)表示種群之間相互制約關(guān)系,并根據(jù)不同種群的不??同密度分為不受捕食者數(shù)量的影響的食餌依賴型和捕食者依賴型,影響著生物系統(tǒng)??動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)定性,維持著群落結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)平衡。食傅依賴型包括11〇11丨1^1-1¥型[27,28:1??和?Ivlev?型[29],捕食者依賴型包括?Ratio-dependent?型[30]、Beddington-Deangelis?型[川、??Crowley-Martin?型[32]和?1^5611-\^1^丫型[33]。其中?Hollingll?型功能反應(yīng)通常用一條??矩形雙曲線來(lái)模擬,該曲線是基于獵物稀少的假設(shè);當(dāng)捕食者主動(dòng)尋找大量集中的獵??物時(shí),Holling?III更為合適[34];?Beddington-Deangelis型功能反應(yīng)函數(shù)在Holling型函??數(shù)的基礎(chǔ)上增加了表示捕食者之間干擾的大小的項(xiàng),但其干擾被認(rèn)為是排他性的,這??種功能功能反應(yīng)的生物學(xué)特性不僅與實(shí)際數(shù)據(jù)保持一致,而且克服了低密度狀態(tài)下??的奇異現(xiàn)象[35];?Crowley-Martin型功能反應(yīng)函數(shù)假設(shè)無(wú)論捕食者是在尋找獵物還是在??處理獵物,都會(huì)發(fā)生捕食者之間的干擾。??^??⑷捕食型?(b)競(jìng)爭(zhēng)型?(c)互利共生型??圖1
圖1.4:本文結(jié)構(gòu)??Fig.?1.4.?Structure?of?this?thesis??
本文編號(hào):3049488
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:128 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1:厄水?圖1.2:赤潮??Fig.?1.1.?Urban?water?Fig.?1.2.?Red?tide??
?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???以建模為捕食型(變量對(duì)彼此的增長(zhǎng)率有相反的影響,是一種負(fù)反饋,如細(xì)胞周期振??蕩)、競(jìng)爭(zhēng)型(變量對(duì)彼此的增長(zhǎng)率有負(fù)作用,對(duì)A的正變化導(dǎo)致對(duì)B的抑制,是一個(gè)??正反饋,如細(xì)胞分裂)和互利共生型(變量對(duì)彼此的增長(zhǎng)率有正效應(yīng),是一個(gè)正反饋),??見(jiàn)圖1.3.針對(duì)浮游生物,由浮游植物和浮游動(dòng)物構(gòu)成的捕食模型是更適合研究的數(shù)學(xué)??模型。捕食模型中的功能反應(yīng)函數(shù)表示種群之間相互制約關(guān)系,并根據(jù)不同種群的不??同密度分為不受捕食者數(shù)量的影響的食餌依賴型和捕食者依賴型,影響著生物系統(tǒng)??動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)定性,維持著群落結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)平衡。食傅依賴型包括11〇11丨1^1-1¥型[27,28:1??和?Ivlev?型[29],捕食者依賴型包括?Ratio-dependent?型[30]、Beddington-Deangelis?型[川、??Crowley-Martin?型[32]和?1^5611-\^1^丫型[33]。其中?Hollingll?型功能反應(yīng)通常用一條??矩形雙曲線來(lái)模擬,該曲線是基于獵物稀少的假設(shè);當(dāng)捕食者主動(dòng)尋找大量集中的獵??物時(shí),Holling?III更為合適[34];?Beddington-Deangelis型功能反應(yīng)函數(shù)在Holling型函??數(shù)的基礎(chǔ)上增加了表示捕食者之間干擾的大小的項(xiàng),但其干擾被認(rèn)為是排他性的,這??種功能功能反應(yīng)的生物學(xué)特性不僅與實(shí)際數(shù)據(jù)保持一致,而且克服了低密度狀態(tài)下??的奇異現(xiàn)象[35];?Crowley-Martin型功能反應(yīng)函數(shù)假設(shè)無(wú)論捕食者是在尋找獵物還是在??處理獵物,都會(huì)發(fā)生捕食者之間的干擾。??^??⑷捕食型?(b)競(jìng)爭(zhēng)型?(c)互利共生型??圖1
圖1.4:本文結(jié)構(gòu)??Fig.?1.4.?Structure?of?this?thesis??
本文編號(hào):3049488
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