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陆架海作为全球海洋中的高生产力海区以及碳、氮等元素生物地球化学循环的主要源汇区，越来越受到海洋界的重视，海洋生态系统动力学模型及其应该等相关研究也已成为目前最为热门的研究课题之一。渤海是我国唯一的内海，也是一个封闭性强、水交换弱、生产力高的海区。本研究选取典型的重污染、高营养盐、高生产力海区——渤海湾，作为三维生态系统动力学模型的具体应用海区，模拟探讨了该海域主要营养盐氮(DIN)和磷(PO4)的时空分布和变化特征，以及流域内人类活动对渤海湾水质的影响。在此基础上，在考虑沿岸输入、大气沉降、沉积物-水界面交换和边界输运的情况下，分析了各营养盐来源对渤海湾水质的影响，计算了研究区域氮、磷的交换通量。结果表明：(1)模拟结果较好的再现了渤海湾氮、磷的时空变化特征，与实际调查结果也较为符合；(2)沿岸排污只对局部海域的水质有明显影响，对中部海域影响较弱；(3)永定新河、海河以及独流减河的营养盐输入对渤海湾的水质影响最为显著。此外，本研究通过数值实验分析了大气沉降对渤海湾无机氮浓度的影响。