藍藻水華發生機制、生態效應與控制機理的模型研究

《藍藻水華發生機制、生態效應與控制機理的模型研究》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：藍藻水華發生機制、生態效應與控制機理的模型研究
• 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

藍藻水華是水體富營養化引起藻類劇增而導致水生態系統破壞的異常生態現象，近年來持續高頻發生，是全球性重大生態環境問題。藍藻水華的局部特徵、生理生態學特徵已被廣泛研究，但基於生態系統動力學的綜合機理研究卻涉及甚少。本項目以水生態系統為主要研究對象，以藍藻水華形成與控制的生物學、生態學綜合機理研究為核心，以食物網相互作用關係研究為主線，以微分方程為基本工具，基於模型參考控制方法和歸併法建立水生態系統的生態化學計量學模型和生態進化動力學模型，套用非線性動力系統理論、非線性方法和數值分析等手段研究藍藻水華發生機制、受控機理及生態環境效應等關鍵科學問題，在此基礎上，提出藍藻水華防控對策。將生態化學計量反饋機制和進化動力學相結合來研究藍藻水華發生與控制的綜合機理在國內外尚未涉及，其成果將為富營養化和藍藻水華的研究提供新的理論和方法，為藍藻水華預測預警提供理論依據，為藍藻水華的控制與治理提供策略指導。

結題摘要

本項目在對藍藻水華的局部特徵、生理生態學特徵的充分認知的基礎上，從生態系統的視角對藍藻水華關鍵過程、生態效應、驅動機理等方面進行了比較深入的研究。以水生生態系統為主要研究對象，以藍藻水華形成與控制的綜合機理研究為核心，以食物網相互作用關係為主線，綜合考慮氣候變化、營養元素、性狀進化等關鍵因子，套用生態學、生態化學計量學、進化動力學等基本原理，以非線性動力學系統等為主要工具，建立了一些水生生態系統的動力學模型，套用非線性動力系統理論、非線性方法和數值分析等手段深入討論了模型的動力學行為，探究了氣候變化、生態化學計量反饋機制、進化及其交叉作用對群落結構和功能的影響，預測了系統的演變動態和發展趨勢，研究成果可以為藍藻水華的機理研究提供新的理論和方法，為藍藻水華的預測預警提供理論依據，為藍藻水華的控制與治理提供策略指導。本項目在數學上也發展了一些新的方法和技巧，進一步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。在國際知名刊物上發表研究論文29篇，其中25篇被SCI檢索收錄。