水母暴发形成机制与生态效应的模型研究

Jellyfish bloom has been an ecological disaster after the harmful algae bloom in marine ecosystem and is concerned worldwide. This proposal devotes to characterize the causes and consequences of jellyfish bloom. By dynamical modeling of the life history strategies of jellyfish and of food-web interactions, this project will expound the impact of environmental factors such as climate changes, entrophication, and adaptive evolution on the growth and development of the different life history stages of jellyfish, and the impact of jellyfish bloom on the structure and function of marine ecosystem, as well as on the mechanism of jellyfish bloom. The dynamic models are formulated based on the principles of ecology, ecological stoichiometry, and adaptive evolution et al. The approaches used to explore the dynamics of such models involve the qualitative methods of dynamical systems, nonlinear analysis, and numerical simulation. The mathematical models and new findings will improve the scientific understanding of jellyfish bloom and the dynamics of marine ecosystem and shed some new light on decision-making of precaution and policy advice.

水母暴发是继有害藻华之后最大的海洋生态灾害，近年来频繁出现且愈演愈烈，严重威胁生态安全，是全球性重大生态环境问题，也是我国急需探索的科学前沿。本项目立足于水母暴发，以海洋生态系统为主要研究对象，以水母暴发形成机制为核心，以水母生活史研究为切入，以食物网相互作用关系为主线，以微分方程为基本工具，综合采用动力学建模、经验动态建模、非线性方法和数值分析等手段，从整个生态系统视角研究水母暴发的形成机制与生态环境效应。致力于阐释气候变化、富营养化、适应性进化及其交叉作用对水母生活史及海洋生态系统的结构与功能的影响，揭示导致水母暴发的关键过程与驱动机理，阐明水母暴发对海洋生态系统的影响途径及反馈机制，提出应对水母灾害的相关对策，为水母暴发的预警与治理提供理论依据。

水母暴发是继有害藻华之后最大的海洋生态灾害，近年来频繁出现且愈演愈烈，严重威胁生态安全，是全球性重大生态环境问题。本项目以水母暴发和有害藻华为主要研究对象，以食物网相互作用关系为主线，以水母暴发和有害藻华的形成机制和生态环境效应为核心，以微分方程为主要工具，从理化和生态层面、能量流动和营养循环角度，建立了种群动力学模型、生态化学计量学模型、生态与进化耦合模型等，综合采用定性与稳定性理论、非线性方法、数值分析等手段研究了模型的动力学性质，探究了水母和浮游植物等海洋生态系统功能群的演化动态，阐释了气候变化、营养盐、适应性进化及其交叉作用对关键功能群的动力学性态的影响，明晰了导致水母暴发、有害藻华的主要因素、关键过程与调控机理，提出了应对水母暴发和有害藻华的对策建议，为预警与治理提供理论支撑。