渤海赤潮藻类生态动力学模型的非线性动力学研究

基于渤海典型赤潮藻类——中肋骨条藻 ,考虑浮游动物的捕食、光照及营养物质的作用 ,建立了渤海湾的浮游动物—藻类—营养物质三者的动力学模型。运用现代非线性动力学理论着重分析了模型的稳定性及分岔行为。研究了多个参数对藻类生长的影响 ,发现某些参数对藻类的生长影响不大 ,而某些参数则会致使藻类模型出现分岔乃至混沌行为 ,并给出了这些参数的阀值 ,这与赤潮的形成 (爆发性增殖 )密切相关 ;并根据渤海湾的赤潮数据进行了有效的数值模拟 ,所得结果对于研究赤潮的形成机理有一定的参考价值     

赤潮藻类营养盐限制方程的非线性动力学研究

以赤潮代表性藻类－硅藻为研究对象，利用生物生长的生化机理，并考虑在海洋富营养化条件下氮和磷的浓度变化对藻类生长的影响及底物消耗和反馈机制，建立了新的藻类生长非线性动力学模型。首次利用现代非线性动力学的方法，研究了其解析解的分岔行为。指出了磷是影响藻类生长的限制营养盐因子，并对模型进行了仿真。文章对赤潮发生的预警和预测有一定的参考价值。     

海洋中赤潮藻类与浮游动物的相互作用

浮游动物作为浮游植物的摄食者和调控者 ,它们之间形成复杂的、多样性的相互作用关系。这种相互作用的形式不仅影响着海洋中生物群落的动态变化和演替 ,而且在很大程度上影响着海洋环境的变化。由于藻类与浮游动物之间相互关系的多样性和可变性 ,在不同的种类之间不同的条件下往往表现出不同的相互作用形式 ,使两者之间的关系难以琢磨。随着近海赤潮事件的频繁发生 ,认识赤潮生物对海洋生物群落的影响的需求愈来愈强烈。本文试图以相互作用的多样性为出发点 ,对赤潮藻类与浮游动物之间的关系做出较为清晰的阐述。１赤潮藻类对浮游动物的作用…     

营养盐和微量元素与黄骅赤潮的相关性

本文主要通过１９８９～１９９２年河北省黄骅市沿海一带赤潮水质监测的结果，探讨赤潮发生期间营养盐及微量元素的含量变化与赤潮的关系。结果表明，营养盐的富集导致赤潮藻类的快速增殖，微量元素Ｆｅ和Ｍｎ的过量又是赤潮形成的诱发因子。     

营养盐和微量元素与黄骅赤潮的相关性

本文主要通过１９８９￣１９９２年河北省黄骅市沿海一带赤潮水质监测的结果，探讨赤潮发生期间营养盐及微量元素的含量变化与赤潮的关系。结果表明，营养盐的富集导致赤潮藻类的快速增殖，微量元素Ｆｅ和Ｍｎ的过量又是赤潮形成的诱发因子。     

海州湾赤潮发生期生态环境要素分析

根据2006年秋季海州湾赤潮监测资料,分析了链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)赤潮发生前后主要营养盐变化特征、赤潮发生与天气的关系.发现:赤潮发生前,海州湾近岸水域严重富营养化,成为本次赤潮发生的条件.赤潮发生过程中,天气晴朗、海面风力小,浮游藻类细胞密度增加,Chl-a质量浓度上升,温度、盐度变化不大,DO和pH值变化较大,N/P升高;营养盐中P降幅最大,P被认为是本次赤潮的限制因子,Si也被大量消耗,但其质量浓度下降滞后其他营养盐.10月6日以后,主要营养盐质量浓度逐渐恢复至正常水平,赤潮开始消退.     

浮游生态系统非线性动力学研究

建立了新的藻类-浮游动物生态非线性动力学模型,该模型考虑了藻类与浮游动物之间的增长关系。研究了模型平衡点的稳定性,以及Hop f分岔现象。通过对选取的分岔参数进行分析,揭示了该系统的动力学特性。     

藻类生态系统的随机稳定性研究

为了研究随机干扰因素与藻类生态系统稳定性之间的相互关系,运用随机非线性理论建立了藻类—营养盐的随机非线性动力学模型,采用随机平均法和奇异边界理论对模型的稳定性进行了分析,结果表明随机因素对稳定性的影响很大。随机因素可以使系统稳定性发生质的变化。     

泉州湾赤潮藻类优势种演替影响因子探讨

于2006年5—11月对东海泉州湾赤潮监控区设定4个采样站位,进行赤潮常规监测。结果表明,泉州湾藻类优势种由中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、太平洋海链藻(Thalassiosira pacifica)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)、尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)及旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)等赤潮生物组成,虽然中肋骨条藻为最主要的优势种,但有3个站位出现了上述优势种的演替。通过深入分析该海域水质营养盐含量及组成结构的动态变化对赤潮藻类优势种演替的影响,发现由于不同的赤潮藻类种群具有各自的生态习性及适应环境的生长增殖策略,海域水质营养盐含量和组成结构的变化,会引起赤潮藻类种群增殖竞争力间强弱的相对变化,而种群增殖竞争力强的种类有可能迅速增殖取代原有的优势种而演替为新的优势种,这是一个动态的过程。     

一个单种P-Z赤潮生态模型的非线性分析

对植食性浮游动物摄食模型(仅对一个赤潮藻类)进行非线性分析,得出了该确定性参数方程的稳定性条件和发生 Hopf 分岔的条件,并且用数值模拟证实了理论分析.为更好的吻合实际情况,提出了含有变参数的赤潮藻类生长模型.模型中用一个周期函数来近似模拟了藻类生长率参数,并对此模型做了数值模拟.结果表明,引入变参数后的模型能出现概周期解,更能体现藻类生长的季节性特点,与实际情况符合更好.     

海水营养状态的灰色关联评价模型及应用

基于计算海水营养状态评价指标的参考序列(u0)和其比较序列(ui)之间的关联度这一思路,建立了一种新的海水营养状态的灰色关联评价模型,并应用这个模型对2001年8月东海区10个主要河口、海湾的水体进行了营养状态评价,结果表明:应用灰色关联海水营养状态评价模型所进行的海水营养状态等级的评价和划分,与实际该区水体的营养状态有很好的吻合。同时,该模型在进行营养状态评价时,能避免人为的主观臆断,并能适应营养状态受PO4-P限制的中国主要近岸河口、海湾等特殊海域的要求,因而可以作为一种科学、实用的海水营养程度评价模型,推广应用于水质评价等研究领域和实际评价中。     

海洋浮游生态系统模型的稳态非线性动力学研究

以Logistic模型为基础,考虑捕捞行为及其所造成的污染对浮游生物的削弱作用,并考虑浮游生态系统具有一定的自净能力,建立了一个新的海洋浮游生态系统非线性动力学模型。分析了模型的非线性动力学特性,并得出了模型的稳定性条件和发生Hopf分岔条件,在此基础上,深入分析了捕捞强度参数的变化对系统稳态的影响,并且用数值模拟验证了理论分析结果的正确性。     

强潮高浊度海域坐底结构物稳定性分析

为满足强潮高浊度海域海底观测网布设需求,以潮动力强、泥沙浓度高的舟山群岛螺头水道为例,研究坐底结构物的稳定性。对3种形状的观测网坐底混凝土结构体进行计算分析,结果表明3种结构体抗滑安全系数2.22~7.40,抗倾覆安全系数1.59~1.64,沉降14.32~43.60 mm,地基承载力符合规范要求。针对冲刷可能导致的结构倾斜,建立结构体泥沙冲淤三维数值模型,分析了3种结构体的局部微流场与底床冲淤特性。模型结果表明,3种观测网坐底结构体在强潮流高浊度海域中符合稳定性要求,其中圆台结构体的稳定性最好。     

Stability analysis of suction bucket foundations under wave cyclic loading and scouring

Suction bucket foundation is a typical type for offshore turbines. Scour caused by wave and current can reduce the stability of foundation and then endanger the whole structure. This paper details a series of suction bucket model tests performed in sand under wave cyclic loading. The model tests investigate the effect of scour on stability of bucket foundation by artificially excavated scour hole around the foundation. It is revealed that the behavior of foundation bearing capacity can be divided into two stages: the initial cyclic stage and the final stage (showing either cyclic stability or cyclic failure). When the wave circulation is stable, the sand on the front and back sides of the foundation is suspected to be liquefied. With the increase in scour depth, the stability of foundation is gradually reduced, the behavior of foundation gradually changes from a state of cyclic stability to cyclic failure, and the number of waves that can be withstood is drastically reduced. Finally, the height of the center of rotation of the suction bucket was observed to descend with the increase in scour depth.     

赤潮与可持续发展动力学模式

赤潮发生频率增加、时间延长、危害加大，给社会的可持续发展带来极大的危害。本文建立了赤潮和可持续发展的非线性动力学模式，讨论了赤潮—可持续发展系统的演化方向和稳定性的问题。研究结果表明：赤潮—人口经济发展之间是一种非常复杂的非线性关系，人口的无限制增长和经济的急剧、非健康发展对赤潮的发生具有十分重要的影响。     

环境变化对造礁石珊瑚营养方式的影响及其适应性

造礁石珊瑚是珊瑚礁生态系统的框架生物,它们既能够通过共生藻的光合作用进行自养,也能够通过触手捕获和黏液吸附等方式进行异养。通过研究造礁石珊瑚光合自养以及异养营养的机理和过程,系统分析了光照、温度、营养盐、潮汐、水流、CO2质量浓度以及食物的可获得性等因素对造礁石珊瑚光合自养和异养营养产生的影响,并讨论了珊瑚的这2种营养方式对环境变化的适应性。在环境适宜的条件下,光合自养是健康造礁石珊瑚的主要营养方式;当珊瑚自养营养的供给受到限制时,异养营养能够在一定程度上弥补其营养缺失,甚至可能成为珊瑚的主要营养方式。造礁石珊瑚的2种营养方式能够对不同环境因素的变化做出不同响应,并通过两者之间的互补以适应环境变化。今后研究的重点应放在归纳各类因素对造礁石珊瑚2种营养方式的影响;深入研究造礁石珊瑚异养营养方式的规律与环境适应性;厘清造礁石珊瑚光合自养与异养营养之间的关系和协调模式。     

一个东海嵌套网格台风暴潮数值预报模式的研制与应用

建立了一个覆盖东海的两重嵌套网格高分辨率台风暴潮数值预报模式.粗、细网格模式分辨率分别为6'和2'.两套网格的嵌套采用单向松弛套网格技术,即在细网格的内边界附近建立了一个“过渡区”,对预报的物理量进行松弛,使粗、细网格模式变量逐步过渡,避免了边界附近寄生波的产生,从而增加了模式的稳定性.利用该模式,对显着影响东中国海地区的6次风暴潮过程进行了后报和预报试验.与观测资料比较,数值结果令人满意.     

Implementation and application of a nested numerical storm surge forecast model in the East China Sea

A nested numerical storm surge forecast model for the East China Sea is developed. Aone-way relaxing nest method is used to exchange the information between coarse grid and fine grid. In the inner boundary of the fine grid model a transition area is set up to relax the forecast variables. This ensures that the forecast variables of the coarse model may transit to those of fine grid gradually, which enhances the model stability. By using this model, a number of hindcasts and forecast are performed for six severe storm surges caused by tropical cyclones in the East China Sea. The results show good agreement with the observations.     

Measures for enhancing marine fisheries stock in Southeast Asia

The shared aquatic resources of Southeast Asia are important in terms of nutrition, income and employment, and at the same time, they are unique in terms of species composition and biodiversity. Many economically important fish species are highly migratory and are adversely affected by interference with the migration corridors between spawning and nursery grounds and adult habitats, as well as habitat degradation caused by pollution. In Southeast Asian waters migratory fish pass through overlapping ‘exclusive economic zones, (EEZs), often claimed by more than one country. As fish may be dependent on habitats in the contested area or on either side of the zone, there is a need to develop viable fisheries management systems, which in the end may ensure the enhancement of the aquatic resources and their sustainable use for years to come.