大連灣局部海域石油污染對海洋生態影響的研究

《大連灣局部海域石油污染對海洋生態影響的研究》是依託大連理工大學,由孫凱彪擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：大連灣局部海域石油污染對海洋生態影響的研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：孫凱彪

項目摘要

2010年7月，大連新港一艘賴比瑞亞籍油輪在卸油附加添加劑時引起了陸地輸油管線爆炸，事故引發大火和原油入海，致使大連灣局部海域受到嚴重污染，專家預測這次事故給大連污染海域造成的生態危害可能持續十年左右。該項目通過對油污海域的海洋生態資源信息進行採集、處理、建立模型、並對模型進行數量化分析、研究，進而對大連灣海洋生態環境保護、資源保護、開發與利用，以及污染環境下海洋生物的生存與繁殖研究提供理論支持和可操作性的理論依據，並為大連灣海洋經濟可持續發展決策提出可供參考的方案。該項目的研究具有很強的地域性和現實意義。同時藉助於數學模型的手段來對一些沒有發生的現象進行預測，對不穩定的複雜的生態系統進行控制，使得該項目的研究具有一定的必要性和迫切性。克服現有文獻研究的理想化以及缺乏現實可操作性的局限，從而有望在理論分析和研究方法上取得突破與創新。

結題摘要

為了剖析和消除大連灣局部海域石油污染對海洋生態造成的影響，本項課題以生化反應動力學和種群動力學為工具，對噬油類海洋微生物培養過程以及污染環境下海洋生態動力學模型展開了深入的研究，主要研究內容包括: 1、建立了基於狀態反饋控制的海洋微生物恆化培養模型以及產物驅動自循環培養過程動力學模型, 利用半連續動力系統理論和最最佳化理論對模型的動力學性態以及培養過程參數進行了分析和最佳化處理; 2、鑒於噬油類海洋微生物培養過程中存在的不確定因素以及隨機擾動問題, 通過採用有限時間和反步方法, 並引入模糊邏輯推理系統, 設計有效的控制策略來抑制系統所產生的混沌現象, 有效消除顫振和不規律運動所帶來的影響; 3、以海洋生物單種群生物量、生物體內污染物濃度以及環境中污染物濃度為狀態變數建立污染環境下海洋生物單種群動力學模型, 在污染物輸入率有界的情況下給出了由模型參數刻畫的生物種群一致生存和滅絕的充分條件; 建立了基於化學藥劑和生物控制策略下的海洋生物捕食-食餌模型, 利用半連續動力系統理論對模型的動力學行為以及未來發展趨勢進行了分析和預測。