第３卷第２期２００５年６月
动力学与控制学报
ＪｏＵ眦０ＦＤ州ＡＭＩｃｓＡＮＤ∞岍吼ｖｄ、３Ｎ０．２
Ｊｕｎ．２００５
海洋赤潮藻类的生态动力学稳定性研究带
王洪礼许佳郭龙许晖
（天津大学机械工程学院，天津３０００７２）
摘要基于营养盐、自养浮游植物、食植浮游动物之间的食物链关系，利用生物生长的生化机理，并考虑到海洋内微生物分解动植物遗体对营养盐的补充，建立了营养盐－自养浮游植物一食植浮游动物相互作用的生态动力学（Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ．Ｐｈｙｔｏｐｌａ“协?一Ｚ。。ｐｌａｎｋｔ∞）模型，运用现代非线性动力学理论，对模型解的动力学稳定性进行了分析．结果表明，随着参数的变化，系统稳定性也随之变化，甚至出现分岔现象．
关键词赤潮，动力学，非线性，稳定性，分岔
赤潮是海洋中某些浮游藻类、原生动物和细菌在一定的环境条件下爆发性繁殖或聚集而引起海洋水体变色的一种有害生态异常现象．它是海洋污染的讯号，是全球性的海洋灾害之赤潮的研究是当今世界的重大科研课题．
赤潮发生是一个复杂的动态过程．从赤潮生物的出现、增殖、聚集到赤潮形成有一连串的运动发展过程，一般可以将一次完整的赤潮发生过程分为起始一发展一维持一消亡４个阶段．赤潮生物的数量变化及各种影响因素都会随时间而变化，因此，可将赤潮发生的过程当作动力学系统来考虑．许多研究表明，起始营养物质浓度的高度增长是导致藻类（赤潮生物）急剧增殖的主要因素，而藻类数量迅速发展消耗了大量营养物质，致使营养物质浓度又有所下降．由于营养物质浓度持续下降便将影响藻类繁殖乃至大量死亡．这大体上反映了赤潮发生由起始、发展、维持到消亡的全过程，而这个过程在较短的时间（２～４ｄ）内完成旧Ｊ
本文建立了一个营养盐．自养浮游植物（藻类）一食植浮游动物相互作用过程的模型，运用非线性的基本方法对该模型进行分析和研究．
１ＮＰｚ模型的建立
根据赤潮发生时形成的营养物质一藻类，浮游动物这一简单的食物链，利用多种群生态学原理［“，并考虑到浮游动物在藻类密度过低时会全部死亡这一实验结果基础上建立了ＮＰＺ［５】模型，
２００４．１０．２９收到第１稿，２００５０４一１６收到修改稿
＊国家自然科学基金资助项目（１０４７２０７７）如下
ｄＰ
出
ｄＺ
出
ｄＮ
ｄｆ
７１ｐ，。ａｘｇ（Ｎ）Ｐ一以（Ｐ—Ｐ‘）一ｐｌＰ２
ｎＺ（Ｐ—ｐ‘）一口２Ｚ
＝７２（Ｎｏ—Ｎ）一“班，。ａｘｇ（Ｎ）Ｐ＋
ｅｔ艮Ｐ＋＆ｚ）
（１）式中Ｐ＝Ｐ（￡），ｚ＝Ｚ（ｆ）和Ｎ＝Ｎ（ｆ）分别为随时间变化的自养浮游植物（藻类）密度、食植浮游动物密度和营养物质浓度；Ｎｎ为定量输入的营养
ｈ，
物质浓度；ｇ（Ｎ）＝雨｛啊，Ｎ。为营养物质浓度增长的半饱和参数；Ｐ＋为饵食的阈值浓度；ｒ１为藻类相对增长比率；ｐ。。为藻类最大生长速率；ａ为浮搏动物摄食率；声１为藻类死亡率；使为浮游动物死亡率；ｒ，为营养物质相对增长比率；ｗ为藻类对营养物质的吸收比率；￡为微生物对动植物遗体的分解比率．
２模型的稳定性分析
应用Ｌｙａｐｕｎｏｖ判定方法判断模型的稳定性．首先求平衡点，令式（１）的左端等于零，即
ｆ萼＝ｏ
｛警＝ｏ（２）ｌ警＝ｏ
苎三竺——————～．—三苎！！兰！兰登查塑苎鲞塑竺查塑垄兰堡壅竺堡窒
！！
本文参考其他文献［４?“，选取以下模型参数：
Ｐ’２
０．０５，７ｌ＝１３，Ｐ一＝３．０，‰；０．１５，Ｎｏ
＝Ｏ．８，口＝Ｏ．４，卢ｌ＝Ｏ，９，＆＝０．３３，７２＝０．８，“
＝０．２。ｅ＝Ｏ２．
解式（２）得平衡点：Ｑ（声，ｚ，”）．坐标平移，令
ｆ“＝Ｐ一声
＜ｗ＝Ｚ—ｚ【＂＝Ⅳ一”
则方程（１）可化为
磐＝吖（删“＋户）一小＋州。＋
声一Ｐ‘）一向（甜＋ｐ）２
警＝ａ（。＋。）（“＋户～Ｐ’）一息（。＋：）警＝ｒ２（Ｎ０～。一。）一∥（。）（。十声）＋
ｅ［ｎ（“＋ｐ）＋愚（口＋ｚ）］
兵甲：
，（”，＝瓷并％
解式（２）得平衡点：Ｑｌ（０，Ｏ，Ⅳ０），
Ｑｚ（嚣Ｐ一，ｏ，Ｎ０＋詈ｐ一一最户２眦），
Ｑ，㈠＋譬，皆（Ｐ’＋譬），‰一帆＋
警∽刊∽＋譬））
对平衡点Ｑ１（０，０，Ｎｏ），即系统的初始状态，藻类和浮游动物密度均为零，经过坐标变换后的Ｊａｃｏｂｉ
矩阵为
ｒｌｐ。
舻‘ｏ］
ｏ
～栌＋一恁
ｏ｝
Ｌ柏
啦
一ｒ２Ｊ
特征值为
显然Ａ３＞０，平衡点不稳定，这与实际相符，实际上不可能出现藻类和浮游动物密度均为零的情况．
对平衡点
Ｑｚ（嚣户…ｏ，风十詈∥。一最Ｐｋ）
经过坐标变换后的Ｊａ∞ｂｉ矩阵为
ｗ一
一ａ旧乒一一Ｐ’）
ｏ
ａ（爰ｐ一一叫一＆
￡９１一∞Ｂ∞“Ｅ８２
０
０
特祉值为
＾１＝一７１产ｎ址，＾２＝一７２，
护ａ（爱Ｆ一一Ｐ”）＿＆
根据参数值不同取值该平衡点稳定性不同．
对平衡点
Ｑｓ（Ｐ＊＋譬，皆（Ｐ’＋譬）＾一心＋
警∽刊（Ｐ＊＋钏
经过坐标变换后的Ｔａ∞ｂｉ矩阵为
ｗ一一鬻ｐ一（Ｐ＊＋譬）喝薏‰（Ｐ。十譬）
ｏ
￡８ｌ
￡阮
毫：］
特征值为
＾ｌ＝一ｒ２，＾２ｒ半±ｖ丽刁ｉ，其中：６
＝ｒ－户一惹Ｐ。，ｃ＝叩一ｒ。（Ｐ’＋譬）．此时，若
６＝Ｏ，则出现Ｈｏｐｆ分岔．
３
Ｈ叩ｆ分岔的存在
选取参数初始浓度＾ｒｏ作为分岔参数对系统进
行研究，分别让Ｎｏ取不同的值进行分析．
对于图Ｉ，当Ｎｏ＝０．８时，系统经过轻微的振荡过程趋于稳定．
００６０
０５
０
０４
～
Ｏ．０３
０．０２Ｏ．０１Ｏ．０
图ｌ稳定情况Ｆ垃．１
Ｓ组叫ｈｙ
＆
一
ｃ菩
一
＝哪
：差
～
ｒ
＝＝
“ｎ
动力学与控制学报２００５年第３卷～翌跫，！’当Ｎｏ＝２’ｏ日寸＇系统发生剧烈振荡４结论
并且持久进行．
。…。
０．０６
００５
Ｏ．０４
０．０３
Ｏ．０２
００ｌ
｜璺｜２檄１５艮卧
Ｆ瞳２Ｌｉ删ｔｃ”ｋ
根据｝Ｉｏｐｆ分岔理论可知，当Ｍ｝在这个区间变化时，导致系统发生了Ｈｏｐｆ分岔，系统从趋于一个稳定解变化为趋于一个极限环．
当Ｎ。继续变大时，系统将会出现更加复杂的情况以至于混沌的产生，此时，Ｎ。＝６．０，其他参数取参考值．如图３．
０．２
０１５
Ｎ
０．１
００５
０
翻３｛昆沌
Ｆｋ３Ｃｈａ［）ｓ
产生混沌的原因很多，本系统混沌行为的产生途径还有待去研究，这对于了解赤潮产生以至于最后控制赤潮都很有意义．至于赤潮的产生是因为分岔导致还是混沌的行为，或是赤潮产生后导致分岔或混沌行为至今尚无定论，有待于进一步研究．但有一点可以肯定，赤潮的爆发性增值肯定与系统的分岔和混沌行为有关．
本文利用生物生长机理，主要考虑了营养盐．自养浮游植物（藻类）．食植浮游动物的食物链关系并考虑到微生物对动植物遗体的分解对营养盐的补充，运用运动稳定性理论和非线性动力学理论对ＮＰｚ模型的稳定性进行了分析和讨论，并在此基础上对模型方程可能出现的分岔行为进行了讨论．结果表明，对于ＮＰＺ模型存在着Ｈ０ｐｆ分岔等非线性现象，方程对应的平衡状态的稳定性与初始条件和模型参数的选取有很大的关系．本模型具有科学性和合理性．本文的结果对于赤潮的预警、预报有一定的指导意义．
，，参考文献
ｌＥｄｗａｒｄｓＡＭ，Ｂｏ苍ＭＡ（；∞ｅｔｉｃｄｙｍ“凸ｏｆａｓｉｎ埘ｅｐｌａｎｋ啪ｐｏｐｕＩａ廿０ｎｎ】ｏｄｄｗｈｈａｒ拼ｐｉｎ住ｇ盯ｅｘｐ∞曲ｔｏｆｃｌｏｓｕｒｅｏ∞，黝∞ｍ日耐Ｆ，Ⅲ础，２００１，１２：２８９～３００２ｗｉｇｇｉｆｌｓＳＩｎｔｒｏｄｕ“ｏｎｔｏＡｐｐｌ矧Ｎ甜ｉｎｅａｒＤｙｎａｒｎｉｃａｌＳｙｓｔ∞丝ａｎｄｃｈ珏．Ｎｅｗ
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第２期王洪礼等：海洋赤潮藻类的生态动力学稳定性研究４３
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海洋赤潮藻类的生态动力学稳定性研究
作者：王洪礼， 许佳， 郭龙， 许晖， Wang Hongli， Xu Jia， Guo Long， Xu Hui
作者单位：天津大学机械工程学院,天津,300072
刊名：
动力学与控制学报
英文刊名：JOURNAL OF DYNAMICS AND CONTROL
年，卷(期)：2005，3(2)
被引用次数：2次
参考文献(6条)
1.Edwards AM.Bees MA Genetic dynamics of a simple plankton population model with a non-integer exponent of closure 2001
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4.俞光耀.吴增茂胶州湾北部水层生态动力学模型与模拟 1999(03)
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6.王洪礼.冯剑丰多种群赤潮生态模型的非线性动力学研究[期刊论文]-天津大学学报 2003(04)
相似文献(10条)
1.学位论文吴萍新型表面活性剂改性粘土治理赤潮研究2005
论文以四种新型的表面活性剂——两种吉米奇表面活性剂：双烷基聚氧乙烯基三季铵盐(DPQAC)、三烷基聚氧乙烯基三季铵盐(TPQAC)；两种烷基多糖苷季铵盐：C8烷基多糖苷季铵盐(C8AGQAC)、C12烷基多糖苷季铵盐(C12AGQAC)为改性材料对粘土进行有机改性。主要进行了四方面的研究工作：四种新型表面活性剂在两种粘土上的吸附改性行为及其影响因素；四种表面活性剂改性粘土对四种赤潮藻生长的影响和灭杀去除作用及其作用机理；四种改性粘土对赤潮藻的去除动力学研究；有机改性剂及改性粘土对两种养殖生物毒性状况以及在治理赤潮过程中引起的环境生态效应。本论文在实验室前人研究的基础上，首次将四种新型的“绿色”表面活性剂用于赤潮治理研究中，取得了一些可取的研究成果，为进一步将有机改性粘土应用于赤潮治理中提供了理论依据。
一、论文首次研究了两种吉米奇表面活性剂(DPQAC、TPQAC)、两种烷基多糖苷季铵盐(C8AGQAC、C12AGQAC)在高岭土和膨润土上的吸附情况，考察了其饱和吸附量及其影响因素。
1、DPQAC、TPQAC在两种粘土上的吸附速率都很快，在两分钟之内几乎就能够达到吸附平衡，二者在两种粘土上的吸附都符合曲线形式的双表面Langmuir吸附等温线，饱和吸附量较大，在蒸馏水介质中烷基链多的TPQAC在高岭土上的平均饱和吸附量大约为78mg/g，而在膨润土上的平均饱和吸附量大约为224mg/g；烷基链少的DPQAC在高岭土上的平均饱和吸附量大约为17mg/g，而在膨润土的平均饱和吸附量大约为64mg/g。在海水介质中TPQAC在高岭土上的平均饱和吸附量大约为260mg/g，而在膨润土的平均饱和吸附量大约为1060mg/g，在海水介质中有利于吸附作用进行，饱和吸附量升高。
2、C8AGQAC、C12AGQAC在两种粘土上的吸附速率也很快，在开始的2分钟吸附最快，基本达到平衡，在两种粘土上的吸附都符合直线型的单表面Langmuir吸附等温线，相对两种吉米奇表面活性剂来说烷基多糖苷季铵盐的饱和吸附量比较小，蒸馏水介质中烷基链长的C12AGQAC在高岭土上的饱和吸附量约为14gmg/g，在膨润土上的饱和吸附量为328mg/g,烷基链短的C8AGQAC在高岭土上的饱和吸附量约为9.9mg/g，在膨润土上的饱和吸附量为
14.8mg/g。同样在海水介质中有利于吸附作用进行，饱和吸附量升高。
3、红外分析发现经过季铵盐改性后的粘土都在2925-2928cm-1处出现了由烷基的不对称伸缩振动引起的特征吸收峰，在2854cm-1处出现了由烷基的对称伸缩振动引起的特征吸收峰，而在1465-1468cm-1处都出现了由于季铵阳离子的烷基C-H键弯曲振动引起的特征吸收峰，证明在改性膨润土的过程中阳离子的交换反应确实发生了。
二、论文首次研究了DPQAC、TPQAC、C8AGQAC、C12AGQAC在低浓度时对赤潮藻的生长的影响和高浓度时对其灭杀作用；经四种改性剂改性后的有机粘土对赤潮藻的去除作用。
1、吉米奇表面活性剂中烷基链多的TPQAC对赤潮藻的灭杀效果要好于DPQAC，在浓度大约1mg/L时就能够严重影响赤潮藻的生长，浓度升高到2mg/L左右时就能够在短时间内灭杀赤潮藻；经两种吉米奇表面活性剂改性后的粘土具有很好的去除赤潮藻的能力，浓度在20-30mg/L时对赤潮藻去除率就能够达到90％左右，而原土在这个用量时对赤潮藻的去除率只有10-20％，大大提高了粘土治理赤潮的效果，减少了粘土的用量，解决了大量喷洒粘土造成的淤渣过多的问题。
2、两种烷基多糖苷季铵盐C8AGQAC、C12AGQAC的用量在1-1.5mg/L时能够严重抑制三种赤潮藻的生长，在用量为1.5-2.5mg/L时都能在24小时内灭杀赤潮藻。经这类表面活性剂改性后的粘土具有很好的絮凝沉降赤潮藻的能力，能够与藻细胞形成较大的絮团，有利于去除沉降藻细胞。另外，使用这类表面活性剂改性后的粘土用量在50mg/L时对赤潮藻的去除率就达到90％以上，而原土在此用量时对赤潮藻的去除率只有20％左右，大大提高了其去除率，降低其用量。
三、论文首先对两种不同的沉降动力学实验方法进行了比较，然后对上述四种有机改性粘土对赤潮藻的去除沉降动力学进行研究，详细考察了粘土的种类、用量，改性剂用量以及体系的pH值对絮凝沉降速率的影响。
1、对两种不同的沉降动力学实验方法——分光光度计法和活体荧光计法进行比较发现：用分光光度计法进行沉降动力学实验时，有机粘土对赤潮藻的絮凝沉降符合二级动力学反应模式；而用活体荧光计法进行实验时，絮凝沉降模式更加符合双曲线型沉降动力学模式。另外，实验中发现活体荧光计法避免了用分光光度计测定时由于有机粘土的加入导致透光率的大幅度变化，很好地排除了粘土沉降的影响，更能够准确地反映絮凝沉降的实质。
2、经四种新型的表面活性剂改性后的粘土在相同的用量条件下C12烷基多糖苷季铵盐改性粘土对锥状斯氏藻的沉降速率最快，粘土的种类、用量
，有机改性剂的用量和体系的pH值都能够影响赤潮藻的絮凝沉降速率，其中以有机改性剂用量的变化影响最大。
四、论文首次以日本对虾仔虾和黑褐新糠虾为标志性生物，研究了四种粘土改性剂对养殖生物的毒性情况以及改性后的有机粘土在赤潮治理过程中可能导致的生态环境效应。
1、双烷基聚氧乙烯基三季铵盐对日本对虾仔虾的半致死浓度为61.9mg/L，而对黑褐新糠虾半致死浓度为31.8mg/，说明后者比前者具有对季铵盐更强的敏感性。与传统的季铵盐相比，此类季铵盐的毒性作用大约降低了50倍，经其改性后的粘土去除赤潮藻时对养殖生物不会造成明显的影响。
2、三烷基聚氧乙烯三季铵盐对黑褐新糠虾的半致死浓度为16.7m/L，C12烷基多糖苷季铵盐对其半致死浓度为17.5mg/L，其毒性都大于双烷基聚氧乙
2.期刊论文王洪礼.向建平.竺致文.WANG Hong-li.XIANG Jian-ping.ZHU Zhi-wen赤潮藻类生态营养模型非线性
动力学研究-青岛大学学报（自然科学版）2006,19(3)
基于营养盐、赤潮藻类、碎屑的生物量之间的食物链关系,考虑到由于海洋内微生物分解动植物遗体对营养盐的补充以及物理因素导致的流失,建立了营养盐-赤潮藻类-碎屑的生物量相互作用的耦合生态动力学模型.运用现代非线性动力学理论,对模型解的动力学稳定性进行了分析.结果表明,随着参数的变化,系统稳定性也随之变化,甚至出现HOPF分岔现象.
3.学位论文许佳渤海赤潮随机非线性动力学研究与随机回归分析2005
本文将国际上先进的随机稳定性理论应用于赤潮藻类的生态系统的演化过程并运用随机回归理论进行了预测。研究工作如下：
1、基于赤潮发生时形成的营养物质—藻类形成的一个简单的食物链建立了赤潮藻类非线性随机动力学生态模型，运用了随机平均法结合FPK方法和Lyapunov指数法分析了随机系统的稳定性，通过对模型的分析，得到的结论是：赤潮的爆发与随机激励有直接的关系；爆发的可能性与随机激励的强度成正比。
2、引入回归树的概念，并将梯度下降技术和随机理论应用于回归树中，运用回归树的随机梯度Boosting算法对赤潮发生进行了预测。结果表明，对浮游植物总量影响大小依次为p(气压)＞PO4(磷酸盐)＞pH＞DO＞t(表层水温)＞chla(叶绿素)＞ws(风速)＞Si(硅酸盐)＞NO2(亚硝酸盐)＞sd(盐度
)＞NH4(铵盐)＞COD(化学耗氧量)＞NO3(硝酸盐)＞sun(晴天)＞cloudy(阴天)＞rainy(雨天)。
本论文得到了教育部科学技术研究重点项目、天津市科学技术发展研究项目和国家自然基金的资助。
4.期刊论文闫峰.林振山.王进华赤潮与可持续发展动力学模式-海洋技术2003,22(4)
赤潮发生频率增加、时间延长、危害加大,给社会的可持续发展带来极大的危害.本文建立了赤潮和可持续发展的非线性动力学模式,讨论了赤潮-可持续发展系统的演化方向和稳定性的问题.研究结果表明:赤潮-人口-经济发展之间是一种非常复杂的非线性关系,人口的无限制增长和经济的急剧、非健康发展对赤潮的发生具有十分重要的影响.
5.学位论文冯剑丰浮游生态系统非线性动力学与赤潮的预测预警研究2005
浮游生物种群生态系统是海洋生态系统的重要组成部分,它对海洋生态系统的结构和功能起着重要的调控作用.浮游生态系统动力学是目前国内外研究的热门课题,同时也是从根本上解决赤潮灾害的核心难题.本文的主要研究内容及成果包括以下几个方面:
首先根据种群食物链的作用机制建立了反映各种生态要素的多参数E-S-N模型,选取主要影响参数作为控制变量,对系统方程解的稳定性与分岔做了深入的研究.其次基于赤潮藻类之间的作用,在海洋富营养化的条件下考虑两种藻类之间的相互作用及浮游动物的捕食建立了P-P-Z模型,运用非线性动力学分岔、混沌理论研究了该模型的分岔与混沌行为.
研究了具有第Ⅲ种功能反应函数的随机捕食模型的稳定性与分岔行为.首先对相应的确定性系统的稳定性及分岔特性进行了分析,确定了稳态解的稳定性与系统发生Hopf分岔的条件,其次研究了在随机干扰力作用下该模型的稳态解的随机稳定性以及系统发生的随机Hopf分岔行为.
运用.Ecopath with Ecosim营养通道模型,以捕捞作为随机扰动,分别研究了在上行,下行及混合控制等三种控制模式下海洋生态系统中多稳态吸引子的存在性.另一方面,通过改变捕捞的营养层次组(从中间营养层次组到高等营养层次组)研究了生态系统中营养层次组的变化对于多稳态吸引子存在性的影响.研究结果表明,在所研究的海洋生态系统中确实存在着多稳态吸引子,当控制模式为下行控制方式时,系统更容易存在多稳态吸引子.当捕获营养层次组变化时,多吸引子出现的概率变化不大,但具有多吸引子的模型却发生了显著的变化.
利用MS公司的DELPHl7.0作为开发环境,建立了基于普遍使用Windows9x操作系统的赤潮预测预警系统.该预测预警系统由预测预警信息系统、预测预警决策系统以及预测预警应急系统三部分组成.阐明了生态系统管理的概念和原则,提出了基于生态系统管理的赤潮灾害综合防治策略.
6.期刊论文王洪礼.葛根.李怀宇赤潮藻类生态营养模型非线性动力研究-海洋技术2005,24(4)
基于营养盐、赤潮藻类、植食浮游动物之间的食物链关系,考虑到由于海洋内微生物分解动植物遗体对营养盐的补充以及物理因素导致的流失,文中建立了营养盐-赤潮藻类-植食性浮游动物相互作用的耦合生态动力学模型.运用现代非线性动力学理论,对模型解的动力学稳定性进行了分析.结果表明,随着参数的变化,系统稳定性也随之变化,甚至出现HOPF分岔现象.
7.期刊论文王洪礼.冯剑丰.沈菲.孙景.WANG Hong-li.FENG Jian-feng.SHEN Fei.SUN Jing赤潮藻类非线性动力
学模型的分岔及稳定性研究-应用数学和力学2005,26(6)
选取两种常见赤潮藻类和一种浮游动物,考虑生态环境的富营养化及赤潮藻类与浮游动物的相互作用,建立了多种群赤潮藻类的非线性动力学模型.首次运用现代非线性动力学理论,对模型的稳定性及分岔行为进行了研究.得到了发生Hopf分岔时的分岔参数值,判断了极限环的稳定性,并发现了该模型通过准周期分岔产生混沌.
8.学位论文冯剑丰渤海赤潮生态系统动力学与预测研究2003
在过去的20年中,由于沿海经济的高速发展,海洋富营养化状况日益严重,赤潮发生的频率、影响规模都在不断扩大.探索赤潮的形成机理,对于预测预报赤潮、减少赤潮的损害十分关键.该文采用多学科交叉的方法,对赤潮藻类的生态系统动力学以及赤潮的预测预警进行了研究.具体研究工作如下:1、为了解渤海的典型赤潮藻类以及其生态环境状况,2001年到2003年连续三年对渤海湾生态理化因子进行了监测,特别是2003年5月到9月,对渤海湾的赤潮监控区进行了高密度的监测(一周一次),并对渤海湾赤潮藻类生态状况进行了评价.2、针对渤海的典型藻类及其生长特性,建立了夜光藻、硅藻的多种群赤潮生态模型,中肋骨条藻的生物链模型,运用现代非线性动力学分岔混沌理论,判断了方程解的动力学稳定性,求出了导致方程发生Hopf分岔的环境因子关键值,并考虑了高等动物捕食对模型非线性动力学行为的影响.3、基于渤海湾的生态环境因子的监测数据,运用主成分分析及多元逐步回归,得到了影响渤海湾赤潮藻类生长的主导因子,并建立了多元回归预测方程.4、综合人工神经网络、模糊逻辑、专家系统以及赤潮生物动力学预测模型,提出了渤海赤潮的预测系统方案.该论文得到了教育部科学技术研究重点项目和天津市科技发展计划研究项目的资助.
9.期刊论文廖欣星.LIAO Xin-xing多种群赤潮非线性动力学生态模型的研究-赣南师范学院学报2006,27(6)
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.
10.学位论文陆茸东海围隔实验中营养盐对浮游植物生长的影响及其动力学研究2005
近年来由于人类活动的影响给海洋生态环境造成的巨大压力使东海长江口及杭州湾邻近海域富营养化严重，大面积赤潮频发，严重影响了海洋养殖业等经济发展，甚至危害到人类自身健康。针对东海发生赤潮的特点，本文通过海洋围隔生态实验结合实验室一次培养实验研究了营养盐对东海典型赤潮藻即东海原甲藻和中肋骨条藻生长的影响，并利用浮游植物对营养盐的吸收/释放动力学模型描述了围隔生态系统中浮游植物对营养盐的吸收利用，还分别计算了围隔中浮游植物对PO4-P和NO3-N的吸收/释放速率常数，及东海原甲藻和中肋骨条藻对PO4-P和NO3-N的吸收/释放速率常数。本文研究初步取得如下结果：
1通过围隔生态实验研究了不同浓度营养盐对东海典型赤潮藻即东海原甲藻和中肋骨条藻生长的影响。
海水中磷酸盐含量的增加对东海原甲藻和中肋骨条藻的生长均具有明显促进作用；在磷酸盐相对丰富的条件下，同时增加海水中的硝酸盐含量则对其生长具有更加显著的刺激作用。在以NO3-N为添加氮源的培养实验中，东海原甲藻和中肋骨条藻均以NO3-N为氮的主要吸收形态。
东海原甲藻比较适应营养盐浓度较低的生长环境，具有较强的耐“饥饿”能力；相反，中肋骨条藻的生长更适合营养盐浓度相对较高的环境，即在营养盐相对丰富的环境中，中肋骨条藻具有更强的竞争能力。同时，海水中氮磷比会影响浮游植物的生物量及优势种的变化，氮磷比过高或过低均不利于浮游植物生长，当介质中氮磷比接近浮游植物体内的氮磷比时比较有利于浮游植物的生长。而浮游植物体内的氮磷比受外界环境影响较小，基本保持不变。
围隔生态系统中营养盐形态的变化与浮游植物的生长变化一致，可以很好的反映浮游植物生长和消亡的过程。此外，东海原甲藻和中肋骨条藻均在
2通过实验室培养实验分别研究了不同浓度营养盐对东海原甲藻和中肋骨条藻生长的影响。
实验室培养实验结果基本与围隔实验结果一致。即东海原甲藻生长对营养盐的需求较中肋骨条藻小。在PO4-P浓度不同而其它实验条件相同的环境中，东海原甲藻及中肋骨条藻的生长状况在不同浓度体系中有所不同，即在一定营养盐浓度条件下，生物量随PO4-P浓度增高而增大；而在其它条件相同仅NO3-N浓度不同的环境下，由于受PO4-P浓度的影响，东海原甲藻在不同NO3-N浓度体系中生长差异很小，中肋骨条藻亦显示同样现象。由此表明磷可能是东海原甲藻及中肋骨条藻生长中较为重要的限制因子，而氮则是在其生长受磷影响较小情况下的一个重要刺激因素。
3利用浮游植物对营养盐的吸收/释放动力学模型描述了围隔生态实验中浮游植物对营养盐的吸收利用，并分别计算了围隔中浮游植物和东海原甲藻、中肋骨条藻对PO4-P和NO3-N的吸收/释放速率常数。
用浮游植物对营养盐的吸收/释放动力学模型分别描述了围隔中浮游植物和东海原甲藻、中肋骨条藻细胞内磷和氮浓度的倒数随时间的变化，并通过非线性拟合得到其对PO4-P和NO3-N的吸收和释放速率常数k1和k2。结果表明，浮游植物对营养盐的吸收速率常数k1均大于释放速率常数k2，体现了浮游植物生长中对营养盐的净吸收过程。通过比较不同藻种对PO4-P和NO3-N的k1和k1可知，东海原甲藻和中肋骨条藻的生长均较容易受到磷酸盐的限制，但是当磷酸盐相对比较丰富时，中肋骨条藻比东海原甲藻更容易受到硝酸盐的限制。
引证文献(2条)
1.胡展铭.林凤翱.孙淑艳赤潮发生相关环境因子分析方法初探[期刊论文]-海洋环境科学 2008(z2)
2.许佳渤海赤潮随机非线性动力学研究与随机回归分析[学位论文]硕士 2005
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微藻光反应器研究进展 摘要：藻类不仅富含蛋白质、脂肪和碳水化合物这三大类人类所必需的物质，而且还含有各种氨基酸、维生素、抗生素、高不饱和脂肪酸以及其它多种生物活性物质，它除了作为食品外，还是生产药品、生化试剂、精细化工产品、燃料以及其它材料的一种重要原料。随着全球性资源短缺压力的日益增加，开发和利用海洋藻类将是长远解决人类食品资源和能源的重要途径。 随着人类对微藻认识的不断加深，开发和研制新型高效光生物反应器及其在微藻的高密度培养方面的应用研究已成为微藻生物技术的一个重要组成部分。本文将介绍微藻光反应器的种类、特点以及研究进展。 Abstract：The production of biofuels from microalgae requires efficient photobioreactors in order to meet the tight constraints of energy efficiency and economic profitability. Current cultivation systems are designed for high-value products rather than for mass production of cheap energy carriers. Future bioreactors will imply innovative solutions in terms of energy efficiency, light and gas transfer or attainable biomass concentration to lower the energy demand and cut down production costs. Microalgae photo-bioreactors is the key technology for realizing high-density culture and mass culture of microalgae．This article reviewed the major types，technical parameters and characters of photobioreactor applied in microalgae culture recently． 关键词：微藻光反应器研究进展 一、微藻的生物特点 微藻是一类光能自养型单细胞生物，它能有效利用光能、二氧化碳和无机盐类合成蛋白质、脂肪、碳水化合物以及多种高附加值生物活性物质，是地球有机资源的初级生产力。迄今已知的藻类约有3万余种，其中微藻约占70％?。从1987年至今，新发现的具有开发价值的药用海洋天然产物已达434种。微藻具备如下特点：(1)具有叶绿体等光合器官，能有效利用太阳能将睡、二氧化碳和无机盐转化为有机化合物。(2)以简单的分裂方式进行繁殖，细胞生长周期较短，易于大规模培养。(3)可以用海水、咸水或半咸水培养，是淡水紧缺、土地贫瘠地区获得有效生物资源的重要途径。(4)富含各种物质，是人类未来食品及油料的重要来源。(5)因独特的生存环境使其能够合成许多结构和生理功能独特的生物活性物质，特别是经过一定的诱导手段，利用微藻可以高浓度合成这些具有商业化价值的化合物。 可以通过微藻培养来生产保健食品、食品添加剂、饲料、生物肥料、化妆品及其他天然产品。另外，近年来利用藻类为宿主的基因产物的生产也日益受到关注。随着人类对微藻的认识不断加深，开发和研制新型高效光生物反应器及其在微藻的高密度培养方面的应用研究已成为微藻生物技术的一个重要组成部分。 海洋微藻为光合自养生物，在其生长过程中如何提高微藻细胞对光能和营养物质的利用效率是微藻高密度培养的关键问题．微藻细胞对光的利用效率受到入
夜光藻在我国近岸海域分布及影响 海洋101 陈家莹 101005 摘要：夜光藻是我国沿岸低盐海域浮游生物种群的主要组成者之一，由夜光藻大量繁殖引起的赤潮是中国沿岸的常发性赤潮，约占我国常发赤潮的50%。夜光藻在中国整个近海可以大量采到，而在河口附近水域的数量更多。是世界性的赤潮生物，也是我国沿海引起赤潮最普遍的原因种。夜光藻曾在南海、长江口外海域多次引发赤潮。本文主要介绍夜光藻主要分布及形成的赤潮影响 关键词：夜光藻南海长江口赤潮 引言： 夜光藻(Noctiluca scintillans)隶属甲藻门(Pyrrophy-ta)，横裂甲藻纲，环沟藻目，夜光藻科。其个体大小范围为340~2200μm，具有营养繁殖和两性繁殖两种生活史。夜光藻赤潮在我国的许多近岸海域比较普遍，持续时间不等，有的一两天就消失，有的则可持续长达20多天。许多学者曾经对发生于我国沿海的夜光藻赤潮进行过相关的报道和分析。而夜光藻的繁殖与环境变量的关系是非常复杂的，对于通过一般监测手段得到的环境变量的变化数据，我们需要从中提取关于赤潮的有用信息，探索赤潮发生规律。 一、夜光藻的形态特征 夜光藻藻体近于圆球形，游泳生活。细胞直径为150-2000μm。细胞壁透明，由两层胶状物质组成，表面有许多微孔。口腔位于细胞前端，上面有一条长的触手，触手基部有一条短小的鞭毛，靠近触手的齿状突出横沟退化的痕迹，纵沟在细胞的腹面中央。细胞背面有一杆状器，使细胞作前后游动。细胞内原生质淡红色，细胞核小球形，由中央原生质包围。细胞质内有大量液泡和发光颗粒。当虫体受到外界刺激时，能发出闪光。 二、夜光藻的繁殖特性 夜光藻的营养细胞均可进行二分裂和核分裂。二分裂进行时体内有很丰富的食物泡，分裂平均历时约6~7 h。1991-1992年对青岛湾夜光藻种群的生态调查中发现，在3月下旬，调查海区发现有较大数量的二分裂个体，随后夜光藻的种
第27卷第4期2009年10月 海洋科学进展 AD VA N CES IN M A RIN E SCIEN CE V o l.27N o.4 O ctober,2009烟台四十里湾一次血红哈卡藻 赤潮过程的分析* 喻龙1,郝彦菊2,3 (1.烟台市海洋环境监测预报中心,山东烟台,264003; 2.中国科学院烟台海岸带可持续发展研究所,山东烟台,264003; 3.中国科学院研究生院,北京,100049) 摘要:根据2007年8月烟台四十里湾海域血红哈卡藻(A k as hiw o s anguinea)赤潮的监测数据,对赤潮发生时及发生前、后的水文气象、化学、生物因子进行了分析。结果表明,8月份的持续降雨使大量的营养盐从陆源输入,使该海区海水呈极度富营养化状态,引起赤潮的爆发。赤潮发生前及赤潮消退之后,该海区营养盐浓度均处于较低水平。 关键词:四十里湾;赤潮;营养盐;血红哈卡藻;海洋原甲藻 中图分类号:Q178.53;P734.44文献标识码:A文章编号:1671-6647(2009)04-0516-07 赤潮已成为国际社会共同关注的重大海洋环境问题和生态灾害[1]。近年来,我国沿海城市的经济得到迅猛发展的同时,近岸海水污染程度也呈逐渐加剧之态,如赤潮频发[2-4]。 烟台四十里湾海域是主要海水增养殖场所,最近十几年频发赤潮,并且近年来赤潮爆发频率有增加的趋势。仅2004)2007年就发生7次赤潮,给烟台市的水产养殖业、滨海旅游业带来了严重的负面影响[5-8]。2007年8月26日至9月7日,四十里湾逛荡河口至养马岛沿岸海域发生红褐色赤潮,最大面积达8.76km2。经鉴定,赤潮原因种主要是血红哈卡藻(Ak ashiw o sanguinea),伴随有相对数量较少的海洋原甲藻(Pr or o-centr um micans)。本文通过对此次赤潮爆发时及赤潮发生前、后的4次现场水文气象、化学、生物等的调查和监测,对赤潮发生的原因进行了分析。 图1四十里湾赤潮监测站位 F ig.1St at ions for red tide surv ey in Sishili Ba y *收稿日期:2008-09-03 资助项目:国家海洋局海洋生态环境科学与工程重点实验室开放基金(M ES E-2007-05) 作者简介:喻龙(1974-),男,江西南昌人,工程师,主要从事环境监测与保护方面的工作.E-mail:yulon g589@soh https://www.doczj.com/doc/233040442.html, (高峻编辑)
第３卷第２期２００５年６月 动力学与控制学报 ＪｏＵ眦０ＦＤ州ＡＭＩｃｓＡＮＤ∞岍吼ｖｄ、３Ｎ０．２ Ｊｕｎ．２００５ 海洋赤潮藻类的生态动力学稳定性研究带 王洪礼许佳郭龙许晖 （天津大学机械工程学院，天津３０００７２） 摘要基于营养盐、自养浮游植物、食植浮游动物之间的食物链关系，利用生物生长的生化机理，并考虑到海洋内微生物分解动植物遗体对营养盐的补充，建立了营养盐－自养浮游植物一食植浮游动物相互作用的生态动力学（Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ．Ｐｈｙｔｏｐｌａ“协?一Ｚ。。ｐｌａｎｋｔ∞）模型，运用现代非线性动力学理论，对模型解的动力学稳定性进行了分析．结果表明，随着参数的变化，系统稳定性也随之变化，甚至出现分岔现象． 关键词赤潮，动力学，非线性，稳定性，分岔 赤潮是海洋中某些浮游藻类、原生动物和细菌在一定的环境条件下爆发性繁殖或聚集而引起海洋水体变色的一种有害生态异常现象．它是海洋污染的讯号，是全球性的海洋灾害之赤潮的研究是当今世界的重大科研课题． 赤潮发生是一个复杂的动态过程．从赤潮生物的出现、增殖、聚集到赤潮形成有一连串的运动发展过程，一般可以将一次完整的赤潮发生过程分为起始一发展一维持一消亡４个阶段．赤潮生物的数量变化及各种影响因素都会随时间而变化，因此，可将赤潮发生的过程当作动力学系统来考虑．许多研究表明，起始营养物质浓度的高度增长是导致藻类（赤潮生物）急剧增殖的主要因素，而藻类数量迅速发展消耗了大量营养物质，致使营养物质浓度又有所下降．由于营养物质浓度持续下降便将影响藻类繁殖乃至大量死亡．这大体上反映了赤潮发生由起始、发展、维持到消亡的全过程，而这个过程在较短的时间（２～４ｄ）内完成旧Ｊ 本文建立了一个营养盐．自养浮游植物（藻类）一食植浮游动物相互作用过程的模型，运用非线性的基本方法对该模型进行分析和研究． １ＮＰｚ模型的建立 根据赤潮发生时形成的营养物质一藻类，浮游动物这一简单的食物链，利用多种群生态学原理［“，并考虑到浮游动物在藻类密度过低时会全部死亡这一实验结果基础上建立了ＮＰＺ［５】模型， ２００４．１０．２９收到第１稿，２００５０４一１６收到修改稿 ＊国家自然科学基金资助项目（１０４７２０７７）如下 ｄＰ 出 ｄＺ 出 ｄＮ ｄｆ ７１ｐ，。ａｘｇ（Ｎ）Ｐ一以（Ｐ—Ｐ‘）一ｐｌＰ２ ｎＺ（Ｐ—ｐ‘）一口２Ｚ ＝７２（Ｎｏ—Ｎ）一“班，。ａｘｇ（Ｎ）Ｐ＋ ｅｔ艮Ｐ＋＆ｚ） （１）式中Ｐ＝Ｐ（￡），ｚ＝Ｚ（ｆ）和Ｎ＝Ｎ（ｆ）分别为随时间变化的自养浮游植物（藻类）密度、食植浮游动物密度和营养物质浓度；Ｎｎ为定量输入的营养 ｈ， 物质浓度；ｇ（Ｎ）＝雨｛啊，Ｎ。为营养物质浓度增长的半饱和参数；Ｐ＋为饵食的阈值浓度；ｒ１为藻类相对增长比率；ｐ。。为藻类最大生长速率；ａ为浮搏动物摄食率；声１为藻类死亡率；使为浮游动物死亡率；ｒ，为营养物质相对增长比率；ｗ为藻类对营养物质的吸收比率；￡为微生物对动植物遗体的分解比率． ２模型的稳定性分析 应用Ｌｙａｐｕｎｏｖ判定方法判断模型的稳定性．首先求平衡点，令式（１）的左端等于零，即 ｆ萼＝ｏ ｛警＝ｏ（２）ｌ警＝ｏ
太原理工大学研究生试题 姓名： 学号： 专业班级： 机械工程2014级 课程名称: 《机械系统动力学》 考试时间: 120分钟 考试日期: 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 分数 1 圆柱型仪表悬浮在液体中，如图1所示。仪表质量为m ，液体的比重为ρ，液体的粘性阻尼系数为r ，试导出仪表在液体中竖直方向自由振动方程式，并求固有频率。（10分） 2 系统如图2所示，试计算系统微幅摆动的固有频率，假定OA 是均质刚性杆，质量为m 。（10分） 3 图3所示的悬臂梁，单位长度质量为ρ，试用雷利法计算横向振动的周期。假定梁的 变形曲线为?? ? ?? -=x L y y M 2cos 1π（y M 为自由端的挠度）。（10分） 4 如图4所示的系统，试推导质量m 微幅振动的方程式并求解θ(t)。（10分） 5 一简支梁如图5所示，在跨中央有重量W 为4900N 电机，在W 的作用下，梁的静挠度δst=，粘性阻尼使自由振动10周后振幅减小为初始值的一半，电机n=600rpm 时，转子不平衡质量产生的离心惯性力Q=1960N ，梁的分布质量略去不计，试求系统稳态受迫振动的振幅。（15分） 6 如图6所示的扭转摆，弹簧杆的刚度系数为K ，圆盘的转动惯量为J ，试求系统的固有频率。(15分) 7如图7一提升机，通过刚度系数m N K /1057823?=的钢丝绳和天轮（定滑轮）提升货载。货载重量N W 147000=，以s m v /025.0=的速度等速下降。求提升机突然制动时的钢丝绳最大张力。(15分) 8某振动系统如图8所示，试用拉个朗日法写出动能、势能和能量散失函数。(15分) 太原理工大学研究生试题纸
10.3724/SP.J.1231.2010.06705 收稿日期：2009-11-14修回日期：2010-01-25 资助项目：人才引进科研启动项目（KQ08001）；江苏省海洋生物技术重点建设实验室开放课题（2008HS017）；国家“十一五”科技支撑计划（2006BAD09A01） 通讯作者：阎斌伦，E-mail：yanbinlun@https://www.doczj.com/doc/233040442.html, 条斑紫菜提取物对4种赤潮微藻生长的抑制作用 孙颖颖1，刘筱潇1，阎斌伦1*，王长海2，3 （1.淮海工学院江苏省海洋生物技术重点实验室，江苏连云港222005； 2.烟台大学海洋学院，山东烟台264005； 3.大连理工大学环境与生命学院，辽宁大连116024） 摘要：研究条斑紫菜水溶性抽提液对前沟藻、中肋骨条藻、米氏凯伦藻和塔玛亚历山大藻等4种赤潮微藻生长的影响，在此基础上，利用甲醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿和石油醚等有机溶剂浸泡条斑紫菜干粉，经抑藻圈方法检测条斑紫菜水溶性抽提液的抑藻活性。通过测定藻细胞密度和细胞体积，观察藻细胞形态，分析藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖等生理生化指标的变化，对抑藻活性最大的提取物对前沟藻、米氏凯伦藻、中肋骨条藻和塔玛亚历山大藻赤潮微藻生长的抑制作用进行分析，并依次以石油醚、乙酸乙酯和正丁醇为提取溶剂，采用液液分离法对此提取物做了进一步分离。结果表明，当条斑紫菜水溶性抽提液浓度超过16g/L时能显著抑制4种赤潮微藻的生长，尤其是对前沟藻和米氏凯伦藻具有很强的抑制作用。在5种有机溶剂提取物中，甲醇提取物的抑制作用最为明显。进一步研究发现此提取物对4种赤潮微藻的生长抑制显著且具有浓度效应，在16g/L时，此提取物对前沟藻、米氏凯伦藻、中肋骨条藻和塔玛亚历山大藻的生长抑制率分别为70.5%、79.9%、67.1%和65.1%。同时，致使米氏凯伦藻、中肋骨条藻和塔玛亚历山大藻等3种赤潮微藻体积变小，运动能力下降，藻细胞出现空洞、细胞破碎和色素减褪等现象；4种赤潮微藻细胞内的叶绿素、可溶性蛋白质和多糖含量显著减低。通过液液分离法甲醇提取物进一步分离为石油醚相、乙酸乙酯相、正丁醇相和水相等4种提取物。其中，石油醚相和乙酸乙酯相具有较强的抑制作用。 关键词：条斑紫菜；赤潮微藻；生长抑制作用 中图分类号：Q949.2；X55文献标识码：A 海藻不仅能够净化水质，还能与赤潮微藻进行营养竞争［1］，防止赤潮生物的爆发性增殖。同时，它们还能向环境中分泌抑藻物质，抑制赤潮微藻的生长［2－4］。例如，小珊瑚藻（Corallina pilulifera）抑制多环旋沟藻（Cochlodinium polykrikoides）［5］、孔石莼（Ulva pertusa）抑制赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）和塔玛亚历山大藻（Alexandrum tamarense）［6］、鼠尾藻（Surgassum thunbergii）、缘管条斑紫菜（Enteromorpha linza）和石花菜（Gelidium amansii）抑制赤潮异弯藻［7－8］等。随着海藻抑制微藻研究的逐渐深入，某些海藻的抑藻物质已见诸于相关报道。从墨角藻（Fucus vesiculosus）中分离出的聚酚能抑制陆兹单鞭金藻（Monochrysis lutheri）的生长［9］；从Ralfsia spongiocarpa中分离出的鞣酸对Porphyrodiscus simulans和Rhodophysema elegans有强烈的抑制作用［10］；Plocamium hamatum产生的单萜［11］、川蔓（Ruppia maritimea）产生的二萜［12］以及从小珊瑚藻中分离出的溴仿［13］同样能够抑制某些微藻的生长。从孔石莼体内也分离鉴定出能抑制赤潮异弯藻的9，12，15-十八碳三烯酸、6，9，12，15-十八碳四烯酸和5Z，8Z，11Z，14Z-二十碳四烯酸等不饱和脂肪酸［14］。 目前，世界各地海岸普遍存在赤潮现象，对
藻类学 1.绪论 1.藻类学的概念是什么？ 2.藻类是什么？如何定义的？ 3.藻类的起源是什么？ 4.藻类在植物学分类系统上处于什么位置？ 3.藻类可以分为几大类？ g藻类学家根据细胞学和形态学特点, 将现已发现的约3 万种藻类分成11个门, 分别称作蓝藻门、红藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门、硅藻门、黄藻门、褐藻门、裸藻门、绿藻门和轮藻门。 4.藻类主要生长在哪里？ 5.藻类的细胞结构是怎么样的？ 6.藻类的营养方式是什么？ 7.藻类的生殖方式有哪些？ 7.什么是有毒藻类？ 8.藻类有什么经济价值？ 9.藻类有什么生态利用价值？ 10.藻类有什么药用价值？有什么医学效果？ 11.藻类有什么生理学意义？ 12.藻类研究进展如何？研究前景如何？ 13.目前，有哪些新技术应用于藻类的研究？ 我国藻类的研究进行得怎么样？ 什么叫赤潮？ 引起赤潮的藻类有哪几种？ g在这些藻类中, 大约330种能引发赤潮, 其中我国海域发现有127种, 目前已确认为30种在我国沿海各地引起过赤潮, 其中频率最高的是夜光藻、中助骨条藻和囊毛藻种类。 引起赤潮的藻类分为两大类，其作用机制分别是什么？ 通过研究, 人们发现能形成赤潮的藻类分成两类, 一类不能产生毒素, 而是通过异常增殖或者聚集而导致海面出现赤潮现象的藻类。由这类藻类引起的赤潮的主要危害是水体严重缺氧导致鱼虾贝类难似生存, 引起海洋食物链局部中断。另一类是能分泌毒素的藻类, 这些毒素包括麻痹性贝毒、神经性贝毒和下痢性贝毒等三大类, 其中的一部分能直接杀死鱼虾贝类, 另外一些能通过食物链引起人体患病、腹泻或中毒死亡。历史上比较有名的赤潮损害中毒事件大都是由这类藻类引起。 有毒藻类可分为哪几类？其毒害机理是什么？有什么危害？ g在赤潮发生的整个过程中, 其主要控制因素是什么？ 如何监测、监视和预测、预报赤潮的发生?
《机械动力学》期末复习题及答案1、判断 1.机构平衡问题在本质上是一种以动态静力分析为基础的动力学综合，或动力学设计。 答案:正确 2.优化平衡就是采用优化的方法获得一个绝对最佳解。 答案:错误 3.惯性力的计算是建立在主动构件作理想运动的假定的基础上的。 答案:正确 4.等效质量和等效转动惯量与机械驱动构件的真实速度无关。 答案:正确 5.作用于等效构件上的等效力（或等效力矩）所作的功等于作用于系统上的外力所作的功。答案: 错误 6.两点动代换后的系统与原有系统在静力学上是完全等效的。 答案:错误 7.对于不存在多余约束和多个自由度的机构，动态静力分析是一个静定问题。 答案:错误 8.摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的简单化。 答案:错误 9.机构摆动力完全平衡的条件是：机构运动时，其总质心作变速直线运动。 答案:错误 10.等效质量和等效转动惯量与质量有关。 答案:错误 11.平衡是在运动设计完成之前的一种动力学设计。 答案:错误 12.在动力分析中主要涉及的力是驱动力和生产阻力。 答案:正确 13.当取直线运动的构件作为等效构件时，作用于系统上的全部外力折算到该构件上得到等效力。答案:正确 14.摆动力的平衡一定会导致机械结构的复杂化。 答案:错误 15.机器人操作机是一个多自由度的闭环的空间机构。 答案:错误 16.质量代换是将构件的质量用若干集中质量来代换，使这些代换质量与原有质量在运动学上等效答案:正确 17.弹性动力分析考虑构件的弹性变形。 答案:正确 18.机构摆动力矩完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。 答案:错误
19.拉格朗日方程是研究约束系统静力动力学问题的一个普遍的方法。 答案:正确 20.在不含有变速比传动而仅含定速比传动的系统中，传动比为常数。 答案:正确 21.平衡分析着眼于全部消除或部分消除引起震动的激振力。 答案:正确 22.通路定理是用来判断能否实现摆动力完全平衡的理论。 答案:错误 23.无论如何，等效力与机械驱动构件的真实速度无关。 答案:正确 24.综合平衡不仅考虑机构在机座上的平衡，同时也考虑运动副动压力的平衡和输入转矩的平衡。答案:正确 25.速度越快，系统的固有频率越大。 答案:错误 26.平衡的实质就是采用构件质量再分配等手段完全地或部分地消除惯性载荷。 答案:正确 27.优化综合平衡是一个多目标的优化问题，是一种部分平衡。 答案:正确 28.机构摆动力完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。 答案:正确 29.当以电动机为原动机时，驱动力矩是速度的函数。 答案:错误 30.为了使得等效构件的运动与机构中该构件的运动一致，要将全部外力等效地折算到该机构上这 一折算是依据功能原理进行的。 答案:正确 2、单选 1.动力学反问题是已知机构的（），求解输入转矩和各运动副反力及其变化规律。 A.运动状态 B.运动状态和工作阻力 C.工作阻力 D.运动状态或工作阻力 答案:B 2.平衡的实质就是采用构件质量再分配等手段完全地或部分地消除（）。 A.加速度 B.角加速度 C.惯性载荷 D.重力 答案: C 3.摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的（）。 A.简单化
热带海洋学报 JOURNAL OF TROPICAL OCEANOGRAPHY 2010年 第29卷 第6期：65?70 收稿日期：2009-03-20; 修订日期：2010-04-23。刘学东编辑 基金项目：中国科学院南海海洋研究所青年基金项目(SQ200815); 中国科学院、国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划(KZCX2-YW- T001); 国家自然科学基金项目(40676074、40125016) 作者简介：李冬梅(1981—), 女, 吉林省长春市人, 硕士研究生, 主要从事营养盐限制方面的研究。E-mail: ldm-hunter@https://www.doczj.com/doc/233040442.html, 水体扰动对多种赤潮藻生长的影响 李冬梅1,2, 高永利1, 田甜1,2, 劉駿豪3, 殷克东1 (1. 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力学实验室, 广东 广州 510301; 2. 中国科学院研究生院, 北京 100049; 3. 香港科技大学海岸海洋环境科, 香港) 摘要: 水体扰动是海洋环境的一个重要特征。扰动通过对藻细胞周围的营养盐边界层厚度的影响, 进而影响藻细胞的生长。在其他环境因子统一的条件下, 通过室内实验研究扰动条件为主要影响因素对藻类生长的影响。研究结果发现扰动对中肋骨条藻、具齿原甲藻等10个藻种生长存在不同影响, 实验数据显示, 100r·min ?1扰动对新月菱形藻Nitzschia closterium , 中肋骨条藻Skeletonema costatum 、具齿原甲藻Prorocentrum dentatum 、针胞藻Fibrocapsa japonica 、棕囊藻Phaeocystis spp.、定鞭金藻Prymnesium patelliferium 有显著作用(P <0.05), 对赤潮异弯藻Heterosigma akashiwo 、亚心形扁藻Platymonas subcordiformis 、青岛大扁藻Platymonas helgolandica var Tsingtaoensis 、塔胞藻Pyramimonas sp.、Pyramidomonas 作用不明显(P >0.05)。扰动促进了棕囊藻和定鞭金藻的生长, 使之达到最大生物量, 并延长了藻细胞的生长时间; 同时100r·min ?1扰动抑制了新月菱形藻, 中肋骨条藻、具齿原甲藻、针胞藻的生长。这些不同的藻类对水体扰动有不同生长反应, 结果表明水体扰动是藻类种间竞争的的选择推动力之一。 关键词: 扰动; 藻; 生长率; 最大生物量 中图分类号: P745; Q178.1+1 文献标识码: A 文章编号: 1009-5470(2010)06-0065-06 Effects of turbulence on phytoplankton: species differences LI Dong-mei 1,2, GAO Yong-li, TIAN Tian 1,2, LAU Cyrus 3, YIN Ke-dong 1 (1. Key Laboratory of Tropical Marine Environmental Dynamics , South China Sea Institute of Oceanology , CAS , Guangzhou 510301, China ; 2. Graduate University of CAS , Beijing , 100049 China ; 3. Atmospheric , Marine and Coastal Environmental Program , Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong ) Abstract: Turbulence is common in marine waters. Turbulence can affect the thickness of micro-boundary layer surrounding an algal cell, and therefore affects the gradient of nutrients across the micro-boundary layer. The gradient would determine uptake of nutrients, and hence the growth rate. Ten algal species were studied, including Nitzschia closterium , Skeletonema costatum , Prorocentrum dentatum , Fibrocapsa japonica , Heterosigma akashiwo , Platymonas subcordiformis , Platymonas helgolandica var Tsingtaoensis , Pyramimonas sp. Pyramidomonas , Phaeocystis spp , and Prymnesium patelliferium . It is found that the growth rates of those species were significantly influenced by 100r·min ?1 stirring (P <0.05). Little effect was found in green algae growth. The 100r·min ?1 stirring enhanced the growth of Phaeocystis spp and Prymnesium patelliferium , stimulated these species to reach a higher maximum biomass than under no-stirring condition, and prolonged the growth time of algae before reaching the maximum. The 100r·min ?1 turbulence reduced the growth of Nitzschia closterium , Skeletonema costatum , Prorocentrum dentatum , and Fibrocapsa japonica . Different algae have different responses to turbulence, and it is believed that turbulence is an important factor in phytoplankton interspecies competition. Key words: turbulence; alga; growth rate; maximum biomass
项目名称：多重压力下近海生态系统可持续产出与 适应性管理的科学基础 首席科学家：张经华东师范大学 起止年限：20XX.9至20XX.9 依托部门：教育部上海市科委
二、预期目标 1.总体目标 本项目将遵循中国海洋生态系统动力学的总体发展目标，即从人类活动和气候变化两个方面认识我国近海海洋生态系统的服务与产出功能，量化其生态容纳量及动态变化，预测生态系统的承载能力和易损性。寻求我国近海海洋可持续开发利用与资源环境相协调发展的途径，使具有陆架特色的我国近海可持续生态系统理论体系和多学科交叉研究队伍进入国际先进行列。 2．五年预期目标 针对近海生态系统的功能与服务在多重压力影响下不断地发生变化、其所提供的食物产出也受到现有管理决策的影响的现实，在本项目中，将以生物地球化学过程对食物网的影响为重点，剖析在多重压力下近海生态系统功能的变化和食物产出的可持续性。通过本项目的学科整合与持续性研究工作，提升对近海生态系统变化的预测能力，为实现我国近海生态系统的可持续食物产出与适应性管理提供科学依据。其中包括： ?深化对近海生态系统在多重压力影响下可持续发展机理的认识, 提高预测能力； ?在多重压力的背景之下，剖析近海渔业在生态系统可持续性前提下的适应性管理对策； ?提高海洋生态系统多学科交叉与整合研究队伍的能力建设，继续壮大和培育能积极参与国际前沿领域活动的优秀中青年学术群体； ?在项目实施过程中，培养研究生50 名以上，发表科学150篇以上，出版学术专著或研究专辑1-2部。 ?通过本项目的实施，进一步丰富和完善近海生态系统数据系统和资料共享平台。
三、研究方案 1．学术思路 在项目实施中，拟选择长江口外与东海陆架的缺氧区、山东半岛的增养殖区为重点调查与实验区域。 生物地球化学研究所刻画的物质流动是生态系统的一个基本组成（例如：基本物质基础与支撑功能）特点，它控制和调节着海洋中物质循环的基础过程（例如：营养限制），支撑着海洋中的食物产出的数量与品质（例如：食物网的物质传递）。在海洋中，多重压力对生态系统的影响也将通过物质输运的性质、通量及其改变体现出来。相对于针对高营养层次的生物学研究而言，生物地球化学过程对气候变化的响应更为敏感、迅速，而且其变化引起的后果贯穿于整个食物网中。我们将在中国海洋生态系统动力学的前期发展基础上，以生物地球化学过程对食物网的关键作用为研究核心，针对多重压力对近海生态系统的食物产出的主导影响进行深入地分析，提高预测的水平；项目的研究成果将为近海生态系统可持续食物生产的适应性管理对策提供基础。 在项目的实施过程中，在生物地球化学过程对全程食物网的作用意义上凸现不同的生态系统亚区在多重压力下可持续发展的取向和相应的适应性管理问题。譬如，在长江口外和东海陆架区认识黑潮涌升与陆地径流的变化对缺氧区形成和演化的控制作用，检验缺氧同富营养化在因果上的关联和脱节，以及生物地球化学循环对水层-底栖系统耦合的调控机制。在近海的增养殖区域，认识富营养化、海洋酸化与不同的增养殖策略对食物网的关键种群结构和食物产出的影响程度，在食物网不同营养层次功能群的层面上分析海洋酸化和人为的“寡营养化”所带来的不可持续发展后果。 为了使关键科学问题的多学科交叉与整合研究收到预期效果，我们将在不同的典型生态区选择相应的重点研究主题，促使各课题的研究能够目标集中、步调一致, 对应“关键问题”聚焦“共性特点”研究, 使整个项目的研究成果能够最大程度上体现国家对海洋生态系统可持续食物产出的重大需求，帮助产业界克服相关的瓶颈障碍。 2．技术途径
课程考试复习题及参考答案 机器人学导论 一、名词解释题： 1.自由度： 2.机器人工作载荷： 3.柔性手： 4.制动器失效抱闸： 5.机器人运动学： 6.机器人动力学： 7.虚功原理： 驱动： 9.电机无自转： 10.直流伺服电机的调节特性： 11.直流伺服电机的调速精度： 控制： 13.压电元件： 14.图像锐化： 15.隶属函数： 网络： 17.脱机编程： ： 二、简答题： 1.机器人学主要包含哪些研究内容 2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些 3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义 4.机器人控制系统的基本单元有哪些 5.直流电机的额定值有哪些 6.常见的机器人外部传感器有哪些 7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。 8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成 9.为什么要做图像的预处理机器视觉常用的预处理步骤有哪些 10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。 11.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类 12.仿人机器人的关键技术有哪些 三、论述题： 1.试论述机器人技术的发展趋势。 2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。 3.试论述轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合。 4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。 5.机器人单关节伺服控制中，位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的 6.试论述工业机器人的应用准则。 四、计算题：（需写出计算步骤，无计算步骤不能得分）： 1.已知点u的坐标为[7,3,2]T，对点u依次进行如下的变换：（1）绕z轴旋转90°得到点v；（2）绕y 轴旋转90°得到点w；（3）沿x轴平移4个单位，再沿y轴平移-3个单位，最后沿z轴平移7个单位得到点t。求u, v, w, t各点的齐次坐标。
形成赤潮的主要藻类有哪些 形成赤潮的主要藻类有哪些?有关资料表明，“赤潮”，是海洋生态系统中的一种异常现象。它是由海藻家族中的赤潮藻在特定环境条件下爆发性地增殖造成的。海藻是一个庞大的家族，除了一些大型海藻外，很多都是非常微小的植物，有的是单细胞生物。根据引发赤潮的生物种类和数量的不同，海水有时也呈现黄、绿、褐色等不同颜色。以下详细内容请大家仔细阅读。 随着现代化工、农业生产的迅猛发展，沿海地区人口的增多，大量工农业废水和生活污水排入海洋，其中相当一部分未经处理就直接排入海洋，导致近海、港湾富营养化程度日趋严重。同时，由于沿海开发程度的增高和海水养殖业的扩大，也带来了海洋生态环境和养殖业自身污染问题;海运业的发展导致外来有害赤潮种类的引入;全球气候的变化也导致了赤潮的频繁发生。海水养殖的自身污染亦是诱发赤潮的因素之一。 其次，有些赤潮生物会分泌出粘液，粘在鱼、虾、贝等生物的鳃上，妨碍呼吸，导致窒息死亡。含有毒素的赤潮生物被海洋生物摄食后能引起中毒死亡。人类食用含有毒素的海产品，也会造成类似的后果。 再次是大量赤潮生物死亡后，在尸骸的分解过程中要大量消耗海水中的溶解氧，造成缺氧环境，引起虾、贝类的大量死亡。 对于大面积的赤潮治理，现在国际上公认的一种方法是撒播粘土法。粘土是一种天然矿物，具有来源丰富、成本低、无污染的优点。
日本和韩国已经在海上尝试使用了这种方法，大大降低了当年因赤潮所引起的渔业经济损失。为了进一步提高粘土的治理效果，现在又研制出了改性粘土。改性粘土是通过改变粘土颗粒的表面性质而制备的，其治理效果比粘土高几倍甚至几十倍，被认为是一种很有潜力的赤潮治理方法。另外，还有人提出用生物方法治理赤潮，即通过滤食性贝类、浮游动物、藻类、细菌或病毒等捕食或杀死赤潮藻，但目前这种方法还处于实验室研究阶段，进一步的应用还有待于研究。 海洋灾害小知识有提供，赤潮的形成与对人类的危害是什么呢?下期讲座继续为大家精彩解答。敬请收看。
中国环境科学 2010,30(4)：477~482 China Environmental Science 灵菌红素对有害藻类的除藻活性研究 刘伯雅1,魏东芝1,鲁思然3,周文瑜1,沈亚领1*,徐韧2,王金辉2(1.华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室,上海 200237；2.国家海洋局东海环境监测中心,上海 200137；3.武汉大学生命科学学院,湖北武汉430072) 摘要：研究了沙雷氏菌的天然产物灵菌红素对引起海洋赤潮和淡水水华的有害藻类的除藻活性和光解性质.结果表明,5.0μg/mL灵菌红素能够在24h内将新月菱形藻、中肋骨条藻、水华鱼腥藻和微小平列藻培养液中的藻类全部杀死,除藻活性高达100%.5.0μg/mL灵菌红素在30000lx光强下36h完全分解,不会给自然环境带来二次污染. 关键词：灵菌红素；除藻；赤潮；水华；光解 中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2010)04-0477-06 Algicidal activity of prodigiosin against harmful algae. LIU Bo-ya1, WEI Dong-zhi1, LU Si-ran3, ZHOU Wen-yu1, SHEN Ya-ling1*, XU Ren2, WANG Jin-hui2 (1.State Key Laboratory of Bioreactor Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China；2.East China Sea Environmental Monitoring Center, State Oceanic Administration, Shanghai 200137, China；3.College of Life Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China). China Environmental Science, 2010,30(4)：477~482 Abstract：Prodigiosin (PG), a secondary metabolite (red pigment) produced by Serratia marcescens and other bacteria, possesses a lot of bioactivity. However, its algicidal effect was not researched in detail. The algicidal activity of prodigiosin against harmful algae, causing red tide and fresh water bloom, and its light decomposition were studied. The algicidal concentration of prodigiosin for completely killing harmful algae in 24 hours including Nitzschia closterium, Skeletonema costatum, Anabena flosaquae and Merismopedia spp. were 5.0 μg/mL. When 5.0 μg/mL prodigiosin was exposed under the light of 30000lx for 36 h, all prodigiosin was photodecomposed. The light sensistivity of prodigiosin will not bring secondary pollution to the natural environment. Key words：prodigiosin；algicidal effect；red tide；water blooms；photodecomposition 由于海洋、湖泊、水库等水体的富营养化, 各种藻类大量繁殖导致赤潮和水华的暴发.黏土[1]、硫酸铜[2]、有机农药[3-4]、溶藻病毒[5]、溶藻细菌[6]、滤食性鱼类[7]、水生植物[8]以及植物化感作用[9]等各种物理、化学、生物方法被应用于赤潮和水华的治理.但物理、化学方法均不可避免地将造成环境二次污染.生物方法总体上尚处于初期研究阶段,仍有不少问题需要解决.因此,开发一种见效快、用量少、对环境友好、储存和运输方便的除藻剂成为解决赤潮和水华问题的迫切需要. 灵菌红素(prodigiosin)是一类天然红色素家族的总称, 是由多种放线菌(Streptomyces)和细菌(Serratia, Pseudomonas)产生的一类次级代谢产物[10-11].韩国科学家在海边土壤里筛选到一株能生产灵菌红素的海洋细菌,并将其命名为Hahella chejuensis KCTC2396,该细菌生产的抗生素具有强烈的细胞溶解酶活性,对海洋赤潮藻C. polykrikoides具有较好的除藻活性[12].日本科学家在海边筛选到一株能生产灵菌红素类似物PG-L-1的海洋细菌MS-02-063,通过实验发现, 该灵菌红素类似物对H. akashiwo、H. circularisquama、C. polykrikoides、Gyrodinium impudicum和Alexandrium tamarense具有一定的 收稿日期：2009-08-19 基金项目：国家“863”项目(2007AA092004);上海市重点学科建设项目(B505) * 责任作者, 教授, ylshen@https://www.doczj.com/doc/233040442.html,
河北科技师范学院 赤潮案例分析 院（系、部）名称：理化学院专业名称：应用化学学生姓名：李静亚学生学号：1011090308 指导教师：宋士涛 2012年 4 月18日 河北科技师范学院教务处制
赤潮已成为一种世界性的公害，美国、日本、中国、加拿大、法国、瑞典、挪威、菲律宾、印度、印度尼西亚、马来西亚、韩国等30多个国家和地区赤潮发生都很频繁。 2012年我国深圳南澳海面出现较大面积赤潮,深圳南澳海面现较大面积夜光藻赤潮：靠近岸边的海面已变成赤红色，受污染的海面约有一个足球场大。海面上漂浮着大量垃圾，海水也泛着阵阵恶臭。2012年4月10日，深圳市海洋环境与资源监测中心工作人员到深圳东部海域南澳月亮湾进行水样化验，认定这里出现的较大面积红褐色物质是由一种名叫“夜光藻”的藻类大量繁殖所导致的赤潮。数天前在大梅沙西部也出现小范围赤潮。 1.赤潮的污染来源 “赤潮”，被喻为“红色幽灵”，国际上也称其为“有害藻华”，赤潮又称红潮，是海洋生态系统中的一种异常现象。它是由海藻家族中的赤潮藻在特定环境条件下爆发性地增殖造成的。海藻是一个庞大的家族，除了一些大型海藻外，很多都是非常微小的植物，有的是单细胞植物。根据引发赤潮的生物种类和数量的不同，海水有时也呈现黄、绿、褐色等不同颜色。 赤潮是一种自然现象，也有人为因素引起的，但不一定是一种有害生态现象。 主要有海域水体富营养化；有特殊物质作为诱发因素，已知的有维生素B 1、B 12 、 铁、锰和脱氧核糖核酸（DNA）；环境条件，如水温、盐度等也决定着发生赤潮的生物类型。引发赤潮的生物类型主要为藻类，目前已发现有63种浮游生物，硅藻有24种，甲藻32种、蓝藻3种、金藻1种、隐藻2种、原生动物1种。 ?大量工农业废水和生活污水排入海洋，特别是未经处理直接排入而导致近海、港湾富营养化程度日趋严重。 ?海洋开发、水产业带来了海洋生态环境和养殖业自身污染问题。 ?全球海运业发展导致外来有害赤潮种类的引入，气候变暖导致赤潮发生。 赤潮是在特定环境条件下产生的，相关因素很多，但其中一个极其重要的因素是海洋污染。大量含有各种含氮有机物的废污水排入海水中，促使海水富营养化，这是赤潮藻类能够大量繁殖的重要物质基础，国内外大量研究表明，海洋浮游藻是引发赤潮的主要生物，在全世界4000多种海洋浮游藻中有260多种能形