海洋生态系统动力学-PPT资料

全球海洋生态系统动力学
•研究重点： •（1）通过重检、综合历史资料，建立发展全球 海洋系统模式的基础 •（2）开展关键性的生物和物理过程研究。重点 认识营养动力学通道，尤其是它们的变化和食物 网营养质量的作用。
全球海洋生态系统动力学
•（3）发展多学科耦合模拟、观测系统的预测和 建模能力。 •（4）同其它海洋、大气、陆地和社会全球变化 研究合作，评估海洋生态系统变化对全球地球系 统的反馈作用。
• 1949年Riley与著名的物理海洋学家Stommel联合发表 的一个关于西北大西洋浮游植物动力学模型。
•20世纪80年代以来，在围绕大西洋北海和地中海生态研 究以及美国乔治亚海和日本若干海湾的生态研究中，提出 了几十个不同营养层次和类型的海洋生态动力学模型。
•进入20世纪90年代，海洋生态系统研究异常活跃，并进 入了强调“动力学”,研究的时期。
全球海洋生态系统动力学 Biblioteka Baidu根本任务：
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最好采用显式的手法与灵活的数学技巧
生物量平衡和营养动力学的计算应以顶级捕食者 开始，可将这些顶级捕食处理为系统的强迫函数
•建模的过程大体上可归为以下几个步骤 确定模型结构变量及作用力 选试生物过程的经验公式 选择生物参数 验证稳定性和参数的敏感性
海洋生态系统动力学模型的结构特征及分类
•海洋生态动力学模型都具有非常复杂的结构特征
4 个区域性研究计划
•北大西洋的“鳕鱼与气候变化” •北太平洋的“气候变化与容纳量” •极地洋区的“南大洋生态系统动力学” •全球性的“小型中上层鱼类与气候变化”
国内研究进展简况
•1994 年在国家自然科学基金委员会支持下，开展了我国 海洋生态系统动力学发展战略研究，着手制定我国海洋生 态系统动力学发展规划。
•现在，欧洲几国合作建立的北海生态系统模型ERSEM已 是第二代产品。
•近年来我国在生态动力学模型的研究
•吴增茂与俞光耀、崔茂常、魏皓、刘桂梅、乔方利等分 别采用不同的模型对不同海域进行了研究
•翟雪梅和张志南开发了生态建模软件，比较成功的模拟 了养虾池的生态演变过程
•吴增茂与俞光耀等对胶州湾水体中营养盐浮游植物、浮 游动物DO、POC、DOC等的周年变化作了较好的模拟再 现
•2019 年国家自然科学基金委员会不失时机地启动了“渤 海生态系统动力学与生物源持续利用”重大基金项目研究
•2019 年，国家科技部正其式战启略动目标了是国：家①确重认点自基然变础化研和究人类发活展动对
规划项目“东、黄海生态系我我国国统近近动海海力生生态态学系系与统统生的基影础物响知资及识源其体变系可化；持机②续制定，量利建研立究
•海洋生态系统动力学研究不仅能使集多种机制于一体的 我国近海陆架生态系统动力学科学理论体系和研究队伍进 入国际先进行列，推动全球海洋生态系统动力学研究发展 ，同时对解决我国近海海洋可持续发展过程中出现的资源 和环境问题也具有典型的科学意义，为建立我国近海可持 续发展的生态系统、合理的渔业管理体系和负责任的捕捞 制度提供科学依据。
•我国海洋渔业发展过程中，产业的母体——近海生态系 统的服务和产出发生了一些令人担忧的变化，明显影响了 海洋产业的可持续发展，经济损失巨大。
•海洋生态系统动力学研究把我国近海生态系统（如东、 黄海生态系统）视为一个有机的整体，以物理过程与生物 过程相互作用和耦合为核心，研究生态系统的结构、功能 及其时空演变规律，定量物理、化学、生物过程对海洋生 态系统的影响及生态系统的响应和反馈机制，并预测其动 态变化，有望在我国近海生态系统动力学关键过程和生物 资源补充机制研究上取得突破。
定义
研究的意义
主
要
研究进展
内
容
动力学模型
一、定义
•中文名称：海洋生态系统动力学 •英文名称：marine ecosystem dynamics •定义：研究海洋生态系统在海洋动力条件驱动下 动态变化的学科。
二、海洋生态系统动力学研究的意义
•到21世纪中叶，我国人口将达到16亿，耕地减少和人口 增加的矛盾更加突出，满足日益增长的食物和优质动物蛋 白的需求是一个十分艰巨的任务，而海洋是尚未充分开发 利用的最大疆域，具有巨大的动物蛋白生产潜力。海洋作 为我国现在和未来赖以生存与发展的重要基础，己引起国 家和社会的高度重视。
•崔茂常等对中国东海中心区域的简单的生态模型模拟了 包括浮游植物、浮游动物、自养和异养细菌硝酸和DOC 在内各组分垂直分布的季节特征。
海洋生态系统动力学模型的研究方法及建模原则
•建模和数值模拟研究中应遵循以下原则
包括系统中的全部的基本生物学方面及其同环境 相互作用方面的组合 合适的空间和时间分辨率，既要进行物质平衡诊 断又要进行系统演变预测分析 应避免使用纯理论的概念化的东西
用”。
我国近海生态系统动力学过程，预测其动态变
化，寻求海洋产业持续发展的调控途径；③促
成多学科交叉研究与综合观测体制，造就一支
跻身于国际先进行列的优秀中青年研究群体
四、海洋生态系统动力学模型
发展概况 研究方法与建模原则 结构模型特征及分类 模型研究不足之处
发展概况
•海洋生态系统动力学模型是受了Volterra在20世纪早期 建立的生态学数学模型的启发。
三、生态系统动力学研究进展
国外研究进展简况 全球海洋生态系统动力学
国外研究进展简况
国外研究进展简况
•1991年在国际海洋的推动下，GLOBEC开始筹划。 •2019年被遴选为国际地圈生物圈计划（IG-BP）的核心 计划，使海洋生态系统动力学研究成为海洋科学跨学科研 究的国际前沿领域。 •国际IG-BP/GLOBEC科学指导委员会于2019年公布 GLOBEC 科学计划。 •2019年公布了GLOBEC实施计划。