浮游植物时空发展的非线性特点与赤潮的关系研究

【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。