有害赤潮数值分析研究进展

根据国内外最新文献，详细介绍了有害赤潮数值分析的各种方法，包括多元统计分析和赤潮生态数学模型，综述了多种统计方法在分析提取有害赤潮发生主要诱因及判别赤潮发生与否中的应用，评述了最近发展起来的赤潮生态模型，总结了各种数值方法反映的赤潮不同侧面，并对不同方法在实践应用中存在的问题进行了探讨。

封闭环境中赤潮发生过程的数学模纵

基于有连续注入营养基的培养室内微生物的连续培养模式，提出一种描述在封闭环境中赤潮发生过程的藻类生长的营养动力学模型。对4种不同形式的营养增长函数，讨论了营养物质增长速度对藻类生长的影响效果。利用微分方程定性分析方法，探讨了一次赤潮发生过程4个阶段的数学模拟问题，并给出具体划分4个阶段的数值计算方案。

二维赤潮生态数学模型及其在渤海的应用

采用ADI的有限差分方法对不可压缩流体二维浅水环流方程离散和求解,建立水动力数学模型,用迎风格式离散赤潮生物动力学方程,通过水动力学和生物动力学相结合的方法,建立了二维赤潮生态数学模型。将所建立的二维赤潮生态数学模型应用于渤海,针对渤海海域2004年6月11～16日发生的棕囊藻赤潮进行了数值计算。对EOS/MODIS卫星拍摄的2004年6月份的渤海海区卫星遥感图像进行了处理,提取出海水中的赤潮信息,并计算出赤潮面积,使其与模型计算出的赤潮面积进行对比验证,结果基本吻合,表明该模型能够较好地模拟赤潮的生消过程,为渤海地区的赤潮预报提供了科学依据。

长江口及毗邻海域水质和生态动力学模型与应用研究

长江口及毗邻海域氮磷严重超标导致该海域赤潮频发,已严重影响到该海域的渔业资源。为系统地实施海域污染控制和生态保护措施,科学制定污染控制方案和评估行动计划实施效果,开展海域水质和生态动力学模型研究是十分必要的。在长江口及毗邻海域流场、盐度场、温度场和泥沙场模型的基础上建立了二维水质模型,主要模拟指标为高锰酸盐指数、氨氮、无机氮、无机磷,通过2005年夏季和秋季实测水质资料进行了模型的验证和率定,确定了污染物的综合降解参数。利用二维水质模型进行设计水文条件下33个概化排污口控制污染物的水质响应系数场的模拟计算,为海域容量计算和总量分配奠定了基础。建立了长江口及毗邻海域三维生态动力学模型,利用三维生态模型对应用水质模型计算得出的总量控制方案进行了校验模拟。结果表明:实施全海区功能达标控制方案后,原赤潮易发区叶绿素浓度值显著降低,叶绿素高浓度区域面积基本消失,中高浓度区域的面积也由现状方案约1万km^2减少了90%。

赤潮生态动力学模型初探

我国有害赤潮的发生呈明显上升趋势 ,其发生频率趋高 ,持续时间增长、范围变广、危害扩大、赤潮类型呈多样化。赤潮发生受各种自然环境因素 ,水文、气象、地形地貌以及水体本身物理、化学、生物特性的影响 ,各影响因子之间又有密切的相互联系 ,相互制约关系 ,研究需要涉及多种学科。为了对赤潮问题做更深入的研究 ,必须借助动力学方法综合考虑各种过程以便从整体上探讨赤潮发生、发展的规律。因此 ,人们开始研究建立赤潮生态系统动力学模型。目前 ,赤潮数值模拟研究刚刚起步 ,要对赤潮进行有效的预测预报 ,必须将河口海湾水流运动和水体理化参数变化规律的精确描述和模拟结合起来 ,不仅模拟水生生物生存环境因子 。

南海赤潮数据管理系统

以FOXBASE和高级语言接口,我们建立了南海赤潮数据管理系统(NHCC)。本系统管理了浮游动物、浮游植物、水文气象、水质(A、B)、底质等6类数据库,支持对数据的输入、修改、编辑、报表输出等功能,并且可以直接在数据库中提取数据进行统计计算、绘图和多种方法建模分析。

长江口及毗邻海域水质和生态动力学模型与应用研究

为系统地实施污染控制和生态保护措施，国家环保总局从2005年起组织开展“长江口及毗邻海域碧海行动计划”调查与研究工作。评估行动计划实施效果，开展海域水质和生态动力学模型研究是十分必要的。在长江口及毗邻海域流场、盐度场、温度场和泥沙场模型的基础上建立了二维水质模型，主要模拟指标为高锰酸盐指数、氨氮、无机氮、无机磷，通过2005年夏季和秋季实测水质资料进行了模型的验证和率定，确定了污染物的综合降解参数。利用二维水质模型进行设计水文条件下33个概化排污口控制污染物的水质响应系数场的模拟计算，为海域容量计算和总量分配奠定了基础。建立了长江口及毗邻海域三维生态动力学模型，利用三维生态模型对应用水质模型计算得出的总量控制方案进行了校验模拟。结果表明：实施全海区功能达标控制方案后，原赤潮易发区叶绿素浓度值显著降低，叶绿素高浓度区域面积基本消失，中高浓度区域的面积也由现状方案约1万km^2减少了90％。

赤潮发生机理的数学模型─—第一次围隔实验数据分析初步

本文综述了赤潮发生机理的数学模型．并以围隔实验数据为例．建立静态模型．初步分析环境因子对赤潮生物的影响．

多种群赤潮非线性动力学生态模型的研究

通过建立多种群赤潮的非线性动力学生态模型,应用非线性微分方程理论和计算机数值模拟技术、探讨了赤潮发生的条件和原因．阐明赤潮爆发的内部机理．研究结果对赤潮的预测和控制有一定的指导意义．

赤潮生物治理及竞争模型构建

赤潮生物治理是一种全新的治理方法,已经逐步应用于实践。本文依据生物治理方法的不同原理进行分类:利用营养盐竞争抑制赤潮藻的生长和繁殖、利用他感作用(植化相克)及细胞接触杀灭赤潮藻、利用捕食作用抑制赤潮藻的繁殖。在量化各治理方法影响因素的基础上,构建生物数学模型。通过微分方程形式,探讨生物治理过程中赤潮藻和治理生物(如无害藻)的生消变化过程。将生物数学竞争模型应用于生物治理中无害藻的筛选、投入时机选择、投入数量计算等,通过竞争模型构建对于赤潮治理及海洋环境的可持续性发展具有现实意义。

大连市近岸海域赤潮状况、预测及防治对策

在揭示大连市近岸海域赤潮生物与生态环境关系的基础上 ,通过大量的调查监测资料对赤潮发生及增殖阶段1 3项环境因子统计分析 ,经多元回归得出大连市近岸海域春夏季赤潮预测模式 ,并在以后的赤潮中得到验证。其春季符合率为 83% ,夏季的符合率为 92 %。文章提出了物理、化学法治理的技术参数。同时探讨了生物治理的前景。

含营养动力学的单种群海洋赤潮生态数学模型的定性分析

本文对以海洋营养物质为生的赤潮藻类且含营养再生的四种营养上升函数的单种群赤潮生态数学模型进行定性讨论。运用微分方程的定性理论,讨论了模型平衡点的渐近稳定性及模型解的一致有界性。

赤潮藻类的氮磷比耐受性响应模型

为研究赤潮藻类的氮磷比耐受性响应机制,总结了赤潮藻类最大比生长速率与氮磷比的关系,以谢尔福德耐受定律为依据,建立了赤潮藻类最大比生长速率与氮磷比的耐受性模型,并以中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为例进行实验验证.结果表明,该耐受性模型在理论上与谢尔福德耐受定律较为吻合,且能反映出赤潮藻类的氮磷比耐受性生态幅和最适生长范围,及氮磷比对赤潮藻类生长产生的正负效应,并定量获得适合赤潮藻类生长的最佳氮磷比.