藍藻水華爆發的數學模型及動力學研究

《藍藻水華爆發的數學模型及動力學研究》是依託東北師範大學，由范猛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：藍藻水華爆發的數學模型及動力學研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：范猛
• 依託單位：東北師範大學

項目摘要

在充分認識藍藻水華爆發基本特徵的基礎上，綜合運用生態學、水動力學和生物化學計量學原理，圍繞湖泊富營養化和藍藻水華爆發建立湖泊生態系統動力學模型。套用動力系統理論、非線性分析方法、模型參考控制方法和計算機模擬等手段研究生命參數、資源環境參數、種間競爭及捕食作用、時間尺度、隨機因素等對模型動力學性態和藍藻水華爆發的影響。以長春市新立城水庫為實例，在實測數據的基礎上，檢驗模型的適用性、有效性，並套用其研究長春市新立城水庫的藍藻水華爆發。相關研究結果可以幫助揭示淡水湖泊藍藻水華爆發的機理，為藍藻水華爆發的研究提供數學模型和理論指導，為藍藻水華暴發的預測與控制提供必要的理論依據。

結題摘要

本項目致力於湖泊富營養化和藍藻水華暴發的研究，在充分認識藍藻水華暴發基本特徵的基礎上，依據生態學和生物化學計量學原理建立了刻畫湖泊生態系統動態的動力學模型，並綜合運用動力系統理論、非線性分析方法、模型參考控制方法和計算機模擬等手段研究生命參數、資源環境參數、種間競爭及捕食作用、時間尺度、隨機因素等對種群動態和模型動力學行為的影響，並套用實測數據檢驗了模型的適用性和有效性，為藍藻水華暴發的研究提供了新的數學模型，為其預測與控制提供必要的理論依據。在研究中，我們發現，為了更好地刻畫湖泊生態系統的動態，特別是當考慮環境因子的（如溫度的周期性變化）時變影響時，動力學模型在數學上必然是非自治的，而與自治系統相比，此類系統在數學上的研究也還不夠深入，為此我們進行了必要的套用基礎研究，在非自治動力系統的非一致二分性、周期性、偽幾乎自守性等方面取得了一些新進展，豐富了動力系統理論，為非自治動力系統的研究以及本項目後續研究工作的開展奠定了基礎。本項目共發表論文52篇，其中50篇發表在國際刊物，47篇被SCI檢索收錄。