异环境下海洋浮游生物非线性行为的稳定性分析

发布时间：2021-02-24 14:09

　　浮游生物不仅为海洋哺乳动物和商业上重要的鱼类提供食物,而且通过提供一半的全球初级生产力和对生物地球化学循环做出重大贡献,在海洋生态系统的功能中发挥着根本作用。因此,海洋浮游生物群落结构的变化是一个值得关注的问题。生物上,通过观测海洋测量数据和实验现象发现浮游生物的群落结构受到多种因素的影响。数学建模是分析外在环境变化和内在生理变化对浮游生物生物量影响的一个重要理论方法。通过对浮游生物建立恰当的数学模型,研究其生物量变化规律,从而能对浮游生物的生长情况进行预测。本文研究了异环境对浮游生物模型稳定性的影响,其中包括化学物理条件（温度、营养盐）,生物过程（生长条件、捕食环境）,适应性变化（表型可塑性、行为选择）,这使得本文所研究的问题更符合实际情况。针对具有适应性变化和环境因素影响的捕食模型,本文主要运用稳定性理论和中心流形定理,实现了浮游生物模型的动力学行为分析。本文主要研究内容如下:首先,为了研究不同体型大小的浮游生物生物量的变化,考虑了一类具有细胞大小的浮游生物模型的稳定性,其中浮游植物的增长率、下沉率是其细胞大小的函数,且浮游动物的体型大小是具有最佳捕食者-猎物尺寸比的。在解的正定性... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１：厄水?图１．２：赤潮??Ｆｉｇ．?１．１．?Ｕｒｂａｎ?ｗａｔｅｒ?Ｆｉｇ．?１．２．?Ｒｅｄ?ｔｉｄｅ??

?山东大学博士学位论文???以建模为捕食型（变量对彼此的增长率有相反的影响，是一种负反馈，如细胞周期振??荡）、竞争型（变量对彼此的增长率有负作用，对Ａ的正变化导致对Ｂ的抑制，是一个??正反馈，如细胞分裂）和互利共生型（变量对彼此的增长率有正效应，是一个正反馈），??见图１．３．针对浮游生物，由浮游植物和浮游动物构成的捕食模型是更适合研究的数学??模型。捕食模型中的功能反应函数表示种群之间相互制约关系，并根据不同种群的不??同密度分为不受捕食者数量的影响的食饵依赖型和捕食者依赖型，影响着生物系统??动力学的稳定性，维持着群落结构的动态平衡。食傅依赖型包括１１〇１１丨１＾１－１￥型［２７，２８：１??和?Ｉｖｌｅｖ?型［２９］，捕食者依赖型包括?Ｒａｔｉｏ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ?型［３０］、Ｂｅｄｄｉｎｇｔｏｎ－Ｄｅａｎｇｅｌｉｓ?型［川、??Ｃｒｏｗｌｅｙ－Ｍａｒｔｉｎ?型［３２］和?１＾５６１１－＼＾１＾丫型［３３］。其中?Ｈｏｌｌｉｎｇｌｌ?型功能反应通常用一条??矩形双曲线来模拟，该曲线是基于猎物稀少的假设；当捕食者主动寻找大量集中的猎??物时，Ｈｏｌｌｉｎｇ?ＩＩＩ更为合适［３４］；?Ｂｅｄｄｉｎｇｔｏｎ－Ｄｅａｎｇｅｌｉｓ型功能反应函数在Ｈｏｌｌｉｎｇ型函??数的基础上增加了表示捕食者之间干扰的大小的项，但其干扰被认为是排他性的，这??种功能功能反应的生物学特性不仅与实际数据保持一致，而且克服了低密度状态下??的奇异现象［３５］；?Ｃｒｏｗｌｅｙ－Ｍａｒｔｉｎ型功能反应函数假设无论捕食者是在寻找猎物还是在??处理猎物，都会发生捕食者之间的干扰。??＾??⑷捕食型?（ｂ）竞争型?（ｃ）互利共生型??图１

图１．４：本文结构??Ｆｉｇ．?１．４．?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｔｈｅｓｉｓ??


本文编号：3049488