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浮游植物时空发展的非线性特点与赤潮的关系研究

杨珏  
【摘要】: 赤潮是近年来人们关注的环境问题之一,有关赤潮的发生机制、预测预报、模拟以及毒理学等方面的研究已经取得大量有价值的成就。从这些研究成果中,可以看出,从根本上来说,赤潮是由环境恶化所引发的生态现象。 本文以浮游植物为中心,首先在应用数学的范畴内讨论浮游植物时空发展的非线性特点,通过一系列的数值实验与分析,探求其与赤潮发生之间的关系,结合珠江口及其近海的真实水力学条件,分析平衡点与浮游植物浓度发展的时空差距,提出以平衡点作为预测赤潮的指数,为进一步提早预测赤潮发生的时间和提高预测精度提供依据。 本文进行了如下方面的研究工作: 1.对不同因子影响下的浮游植物生态模型进行定性分析,研究浮游植物非线性动力学特征; 2.用数值模拟方法,系统研究生物因子、化学因子对浮游植物生态行为的影响,明确其规律; 3.对三组分的生态模型进行一维和二维的模拟,研究浮游生物时空发展模式及其与时空混沌的关系; 4.考虑物理过程,以二维浅水方程为基础,模拟河口水动力学状况; 5.将营养物质和浮游植物生长模型耦合,建立营养物质—浮游植物—浮游动物三组分生态模型,以珠江河口及近海的实际水力学条件为依托,研究赤潮发生与浮游植物生态行为规律间的关系,研究浮游植物平衡点空间发展与浓度空间发展间的关系,证明以平衡点作为预测赤潮的指数的可能性。


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