海洋赤潮生态动力学系统的分岔、混沌与预测研究

赤潮肆虐于我国和世界各国沿海，是国际社会共同关注的重大海洋环境问题和生态灾害，已成为制约我国沿海经济可持续发展的重要因素。本项目通过海上监测、实验研究和理论分析，建立由藻类、浮游动物、营养元素等因素耦合而成的高维非自治赤潮生态系统动力学模型，运用分岔、混沌理论研究赤潮形成的内在机制及环境因素的作用机理，得到赤潮生态动力学系统关键控制因子及其阈值；针对赤潮生态系统的滞后特性，首次研究时滞赤潮生态系统非线性动力学行为的新方法；首次研究外界随机干扰对赤潮生态系统复杂动力学行为的影响，建立赤潮生态动力学系统的随机稳定性判据，研究外界干扰情况下系统的随机分岔及混沌行为。在此基础上综合运用知识发现、混沌时间序列、模糊神经网络等方法结合赤潮实例库和知识库，建立渤海赤潮预测预警系统。课题研究成果在掌握赤潮的内在发生机制方面，不仅在理论上可达国际先进水平，同时又具有重大的实用意义。