赤潮藻类密度演化的动力学分析

发布时间：2017-10-29 15:08

  本文关键词：赤潮藻类密度演化的动力学分析

  更多相关文章： Routh-Hurwitz判别法 Lyapunov指数 白噪声 随机演化模型

【摘要】：赤潮是海洋生态系统中的一种异常现象.它是由海藻家族中的赤潮藻在特定环境条件下爆发性地增殖造成的,造成海洋严重污染.赤潮的成因首先是携带大量无机营养盐和有机物的工业废水和生活污水排入海洋所引起的海水富营养化,它是赤潮形成的物质基础.扁面角毛藻属于温带沿岸种,低温季节很普遍,在我国沿岸均有分布,引入大型生态系统动力学模型,在剖析其生态子系统建模原理的基础上,紧密结合生态系统结构,抓住藻类的生态特征,以藻类生消及其相关营养盐变化过程为建模核心,建立整体生态系统动力学模型,在考虑系统外部环境驱动变量条件下,来研究生态系统内状态量的变化.基于营养物质、角毛藻、藻类I(具有适当外部补充的藻类)三者之间的生态动力学模型,利用Routh-Hurwitz判别法,对模型的动力学稳定性从理论上做了分析和判断.在此基础上,选取模型方程中关键参数营养物质增长率作为变量,结果表明系统发生了Hopf分岔.通过对模型进行数值模拟,计算系统的Lyapunov指数,具体确定了发生Hopf分岔时的值,从而阐明了关键参数在模型中的控制作用.分析系统产生分岔及混沌现象的演化机理,进而得到控制赤潮爆发的参数阈值.基于营养物质、藻类、浮游动物三者之间的生态动力学模型,对模型的动力学稳定性从理论上做了分析和判断,得到系统稳定性条件.通过对模型进行数值模拟,计算系统的Lyapunov指数检验系统的稳定性.由于环境噪声对生态的影响不可避免,分析了生态环境中的随机干扰对种群演化的影响,考虑了环境噪声的不同情况,针对被捕食者的生长率和捕食者的死亡率分别引入高斯白噪声,建立了具有功能性反应的三种群密度的随机演化模型,对系统进行随机性分析,考虑藻类的生长率和浮游动物的死亡率分别受到高斯白噪声和泊松白噪声扰动的情况,建立了三种群密度的随机演化模型,完成了随机系统的数值模拟,发现在随机扰动很小的情况下会产生有界混沌现象.每部分通过数值模拟.证明了其结论的正确性.
【关键词】：Routh-Hurwitz判别法 Lyapunov指数 白噪声 随机演化模型
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X55;O175
【目录】：

• 学位论文的主要创新点3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究背景和意义8-9
• 1.2 随机种群模型现状分析9-10
• 1.3 本文结构10-12
• 第二章 基本概念和理论12-22
• 2.1 稳定性理论12-13
• 2.2 霍尔维茨判据13-14
• 2.3 极限环理论14-15
• 2.4 随机变量15-16
• 2.5 随机过程16-18
• 2.6 随机微积分18-20
• 2.7 本章小结20-22
• 第三章 一类赤潮藻类密度演化的动力学机理与控制研究22-30
• 3.1 引言22
• 3.2 多种群赤潮食物链模型22
• 3.3 系统的运动稳定性分析22-24
• 3.4 数值模拟24-28
• 3.5 结论28-30
• 第四章 具有随机扰动的赤潮藻类密度演化模型的平衡性分析30-38
• 4.1 提出模型30
• 4.2 系统稳定性分析30-32
• 4.3 随机模型的建立32-35
• 4.4 数值模拟35-36
• 4.5 总结36-38
• 第五章 总结与展望38-40
• 参考文献40-44
• 发表论文和参加科研情况说明44-46
• 致谢46

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4 许卫忆;朱德弟;卜献卫;;赤潮发生的关键物理过程[A];第一届中国赤潮研究与防治学术研讨会论文摘要汇编[C];2004年

5 胡章喜;徐宁;段舜山;;尿素对中国近海3种典型赤潮藻生长的影响[A];中国藻类学会第八次会员代表大会暨第十六次学术讨论会论文摘要集[C];2011年

6 姜晓东;Darcy J.Lonsdale;;海洋桡足类与赤潮藻的军备竞赛[A];中国甲壳动物学会第十一届年会暨学术研讨会论文摘要集[C];2011年

7 孙向卫;;珠江口沉积铁-磷的富集对赤潮频发的潜在作用[A];重庆市化学化工学会2009学术年会论文集[C];2009年

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2 朱明远;赤潮：来自海洋的灾害[N];科技日报;2001年

3 ;改性白泥有效治理赤潮[N];地质勘查导报;2007年

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8 记者 叶国际 张建松;东海海域发生大面积赤潮[N];新华每日电讯;2004年

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10 向杰;赤潮研究：海陆“双管齐下”[N];科技日报;2007年

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7 黄s，

本文编号：1113481