宏觀與微觀生態(tài)非線性動力學(xué)及絲狀菌膨脹機(jī)理研究.pdf

1、本文首先研究了宏觀生態(tài)系統(tǒng)中三物種食物鏈模型，通過有無時(shí)滯效應(yīng)模型的對比分析，發(fā)現(xiàn)沒有時(shí)滯效應(yīng)最終趨于穩(wěn)定焦點(diǎn)的模型，當(dāng)考慮時(shí)滯效應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)會隨時(shí)滯效應(yīng)增強(qiáng)逐漸經(jīng)歷Hopf分岔和倍周期分岔，最終走向混沌。這使生態(tài)系統(tǒng)中的穩(wěn)定態(tài)、單周期波動、多周期波動、混沌行為及物種的滅絕從時(shí)滯效應(yīng)的角度都得到了解釋，從理論上揭示了生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部物種之間的時(shí)滯影響在產(chǎn)生生態(tài)復(fù)雜行為中起著至關(guān)重要的作用。并且，通過分析研究由時(shí)滯效應(yīng)引起的倍周期分岔，找到了F

2、eigenbaum常數(shù)可能適用的另一類系統(tǒng)。 宏觀與微觀生物物種遵循著同樣的生長規(guī)律，理應(yīng)由相同的模型來描述，但宏觀與微觀生態(tài)系統(tǒng)卻并行存在著兩套不同的模型，作者從模型研究的側(cè)重點(diǎn)及是否是說理模型的角度探討這些模型差異性的原因。另外，Monod方程作為一個(gè)描述微生物生長規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)方程，在微生物濃度較高，而基質(zhì)濃度較低時(shí)，會明顯表現(xiàn)出其應(yīng)用的局限性，針對這一問題，作者提出了經(jīng)過基質(zhì)修正的Monod方程，此方程能較好地描述微生物在

3、高菌體低基質(zhì)條件下的生長規(guī)律。 最后作者采用經(jīng)過基質(zhì)修正的Monod方程，針對完全混合活性污泥法處理系統(tǒng)，建立了菌膠團(tuán)細(xì)菌、絲狀菌及原生動物相互作用的微生態(tài)模型，由于完全混合曝氣池有較大抗沖擊能力，作者首先將曝氣池中基質(zhì)濃度設(shè)為常數(shù)，分析了不同基質(zhì)濃度和各種操作條件下，三種微生物的長期演化行為。在此分析的基礎(chǔ)上，針對實(shí)際曝氣池有一定基質(zhì)濃度波動的情況進(jìn)行了分析，研究了不同控制條件下發(fā)生污泥膨脹的可能性。該模型較好地描述了三種微