多重胁迫下近岸藻华的非线性跃迁动力学机制

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41006065
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
20.0万
负责人：
冯剑丰
依托单位：
南开大学
学科分类：
D0605.海洋生态学与环境科学
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
朱琳；明红霞；李晴新；董芳芳；张阳；
关键词：
Copula 稳态跃迁近岸藻华爆发机制非线性动力学

项目摘要

在人类活动及全球气候变暖等多重胁迫因素影响下，近岸藻华发生的频率、规模及危害效应呈现增长的趋势。藻华的爆发机制一直是赤潮研究的核心课题。研究难点之一在于生态系统固有的非线性与其对外界多重干扰因素响应的突变性。本课题从生态系统非线性动力学角度出发，结合室内实验与理论建模分析的方法，进行多重胁迫下近岸藻华爆发的非线性跃迁动力学机制研究。研究内容包括：1）建立典型多重胁迫环境因子作用下赤潮藻类种群的多态动力学耦合模型；2）多重环境因子胁迫影响下赤潮藻类种群的不同稳态类型及其存在条件；3）典型营养盐脉冲输入以及多环境胁迫因子干扰下赤潮藻类种群跃迁的条件、阈值和类型。课题通过理论分析与实验验证相结合的研究方法，旨在揭示外界多重干扰因素在藻华形成过程中的触发机理，阐明典型环境因素干扰作用下近岸藻华发生的非线性跃迁动力学机制。研究结果为进一步了解有害藻华的爆发机理，预测和控制有害藻华的发生提供科学依据。

结项摘要

人类活动及全球气候变暖等多重胁迫因素导致近岸藻华发生的频率、规模及危害效应呈现增长的趋势。藻华的爆发机制一直是赤潮研究的核心问题。本课题通过(1)室内实验及现场调查数据研究典型营养盐脉冲输入及环境因子（光照、温度）联合变化对典型赤潮藻类（硅藻、甲藻）生物量及种群动力学的影响。(2) 基于实验及调查资料，建立赤潮藻类种群动力学耦合模型，运用非线性动力学方法分析典型赤潮藻构成的种群在不同环境参数作用下的动力学稳态模式。经过3年的研究，取得了预期的研究成果，全面地完成了预期的考核指标。研究成果概述如下：室内实验研究发现营养盐的脉冲输入频率显著影响浮游植物的生物量及种群结构，而且这种影响会受到光照和温度的联合作用；现场调查及遥感数据的综合分析表明，浮游植物生物量存在典型的季节变化趋势，环境因子（温度、光照）和浮游动物对浮游植物的上、下行控制强度存在季节变化特征；多种群模型分析揭示营养盐及浮游动物的上、下行控制强度影响浮游植物群落的结构稳定性及稳态跃迁类型。项目研究结果为进一步了解有害藻华的爆发机理，预测和控制有害藻华的发生提供科学依据。