【摘要】： 浮游生物種群生態(tài)系統(tǒng)是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,它對海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能起著重要的調(diào)控作用。浮游生態(tài)系統(tǒng)動力學是目前國內(nèi)外研究的熱門課題,同時也是從根本上解決赤潮災害的核心難題。本文的主要研究內(nèi)容及成果包括以下幾個方面: 首先根據(jù)種群食物鏈的作用機制建立了反映各種生態(tài)要素的多參數(shù)E-S-N模型,選取主要影響參數(shù)作為控制變量,對系統(tǒng)方程解的穩(wěn)定性與分岔做了深入的研究。其次基于赤潮藻類之間的作用,在海洋富營養(yǎng)化的條件下考慮兩種藻類之間的相互作用及浮游動物的捕食建立了P-P-Z模型,運用非線性動力學分岔、混沌理論研究了該模型的分岔與混沌行為。 研究了具有第III種功能反應函數(shù)的隨機捕食模型的穩(wěn)定性與分岔行為。首先對相應的確定性系統(tǒng)的穩(wěn)定性及分岔特性進行了分析,確定了穩(wěn)態(tài)解的穩(wěn)定性與系統(tǒng)發(fā)生Hopf分岔的條件,其次研究了在隨機干擾力作用下該模型的穩(wěn)態(tài)解的隨機穩(wěn)定性以及系統(tǒng)發(fā)生的隨機Hopf分岔行為。 運用Ecopath with Ecosim營養(yǎng)通道模型,以捕撈作為隨機擾動,分別研究了在上行,下行及混合控制等三種控制模式下海洋生態(tài)系統(tǒng)中多穩(wěn)態(tài)吸引子的存在性。另一方面,通過改變捕撈的營養(yǎng)層次組(從中間營養(yǎng)層次組到高等營養(yǎng)層次組)研究了生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)層次組的變化對于多穩(wěn)態(tài)吸引子存在性的影響。研究結(jié)果表明,在所研究的海洋生態(tài)系統(tǒng)中確實存在著多穩(wěn)態(tài)吸引子,當控制模式為下行控制方式時,系統(tǒng)更容易存在多穩(wěn)態(tài)吸引子。當捕獲營養(yǎng)層次組變化時,多吸引子出現(xiàn)的概率變化不大,但具有多吸引子的模型卻發(fā)生了顯著的變化。 利用MS公司的DELPHI7.0作為開發(fā)環(huán)境,建立了基于普遍使用Windows9x操作系統(tǒng)的赤潮預測預警系統(tǒng)。該預測預警系統(tǒng)由預測預警信息系統(tǒng)、預測預警決策系統(tǒng)以及預測預警應急系統(tǒng)三部分組成。闡明了生態(tài)系統(tǒng)管理的概念和原則,提出了基于生態(tài)系統(tǒng)管理的赤潮災害綜合防治策略。
【圖文】：

圖 1-1 赤潮（http://www.whoi.edu/redtide）赤潮是一種自然現(xiàn)象。人類早就有相關(guān)記載，，據(jù)載，中國早在 2000 多年前就發(fā)生過赤潮現(xiàn)象，一些古書文獻或文藝作品里已有一些有關(guān)赤潮方面的記載，如清代的蒲松齡在《聊齋志異》中就形象地記載了與赤潮有關(guān)的發(fā)光現(xiàn)象。國外如《舊約·出埃及記》中就有關(guān)于赤潮的描述：“河里的水，都變作血，河也腥臭了，埃及人就不能喝這里的水了”。在日本，早在騰原時代和鐮時代就有赤潮方面的記載。1803 年法國人馬克·萊斯卡波特記載了美洲羅亞爾灣地區(qū)的印第安人，根據(jù)月黑之夜觀察海水發(fā)光現(xiàn)象來判別貽貝是否可以食用。1831—1836年，達爾文在《貝格爾航海記錄》中也記載了在巴西和智利近海面發(fā)生的束毛藻引發(fā)的赤潮事件。隨著現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，沿海地區(qū)人口的增多，大量工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排入海洋，其中相當一部分未經(jīng)處理就直接排入海洋，因此導致近海和港灣地區(qū)富營養(yǎng)化程度日趨嚴重；同時，由于沿海開發(fā)程度的增高和海水養(yǎng)殖業(yè)的擴大，也帶來了海洋生態(tài)環(huán)境和養(yǎng)殖業(yè)自身污染的問題；另一方面，海運業(yè)

如硅藻過盛，特別是骨條硅藻的密集常常引起赤潮。這夜光藻提供了豐富的餌料，促使夜光藻急劇增殖，從而又形成粉紅潮。據(jù)監(jiān)測資料表明，在赤潮發(fā)生時，水域多為干旱少雨，天氣悶，風力較弱，或者潮流緩慢的水域環(huán)境。三、海水養(yǎng)殖的自身污染亦是誘發(fā)赤潮的因素之一著沿海養(yǎng)殖業(yè)的大發(fā)展，尤其是對蝦養(yǎng)殖業(yè)的蓬勃發(fā)展，也產(chǎn)生了染問題。在對蝦養(yǎng)殖中，人工投喂大量飼料和鮮活餌料。由于養(yǎng)殖不完善，往往造成投餌量偏大，池內(nèi)殘存餌料增多，嚴重污染了養(yǎng)殖面，由于蝦池每天需要排換水，所以每天都有大量污水排入海中，殘餌和對蝦糞便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其它形式的含氮化海水的富營養(yǎng)化，便為赤潮生物提供了適宜的生物環(huán)境，使其增殖在高溫、悶熱、無風的條件下更易發(fā)生赤潮。由此可見，海水養(yǎng)殖也會使赤潮發(fā)生的頻率增加。赤潮的形成過程如圖 1-2 所示：
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：X55

【引證文獻】

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 張雪;若干類生物動力系統(tǒng)的復雜性研究[D];東北大學;2010年

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 水玉躍;舟山航道整治工程對海洋環(huán)境的影響[D];浙江海洋學院;2012年

本文編號：2710085