论文部分内容阅读
为确定海马齿(Sesuvium portulacastrum)生长的相关参数，对海马齿进行了室内土培和水培实验，连续监测海马齿生长和生态因子状况。考虑营养盐循环，基于一级衰减模式构建海马齿生长的个体模型。使用基于单纯形实验设计的Morris法进行全局定性灵敏度分析发现，对所有状态变量均敏感的参数为氨氮硝化率和有机氮矿化常数，表明所构建模型主要由氮的循环系统所支配。以各状态变量均方误差的最大值(MSE,Mean Squared Error)为代价函数，使用模拟退火算法对模型参数进行优化及确定，选取多指标对模型进行评估，结果表明，模拟值可以较好的拟合实测值，最大平均绝对百分误差(MAPE,Mean Absolute Percentage Error)为5.023%；对参数分析发现，海马齿对NO3-N的吸收具有一定的偏向性，对磷具有较高的耐受性；海马齿生长速率较快，具有一定的开发前景。
基于所构建的模型进行数值实验，探究温度和光照胁迫对海马齿营养盐吸收及生长的影响。引入温度和光照的年周期函数，使用聚类分析对温度和光照进行模式划分，结果表明，一年中的前6个月可划分为3种温度和光照的组合模式，3种模式间的温度和光照差异高度显著(p＜0.01)；基于所构建海马齿个体模型，以所划分3种温度和光照的组合模式作为强迫条件，探究温度和光照胁迫对海马齿营养盐吸收及生长的影响，结果表明，温度和光照的不同组合对各状态变量产生了不同的影响，温度和光照可有效促进海马齿的生长，间接造成了有机磷和有机氮浓度的增加，降低了氨氮、硝酸盐氮和活性磷酸盐的浓度。决策树分析表明，海马齿对温度具有较强的耐受性，在接近5℃时呈现负增长，当温度大于5.222℃时光照成为限定海马齿生长的主要因子，当光强大于308.116μmol·m-2·s-1时，对海马齿的生长起到抑制作用。当温度大于5.222℃，光照强度大于221.235μmol·m-2·s-1，小于308.116μmol·m-2·s-1时，海马齿生长速率最快，对营养盐的吸收效果最好。
为了评估海马齿在象山港的应用效果，基于FVCOM海洋数值模式，构建了以海马齿为中心的象山港生态系统动力学模型，旨在通过数值模拟的方式，探究海马齿的加入对象山港生态系统的影响。对模型的潮位验证表明，所构建模型可以很好的体现象山港的水动力特征。将不加海马齿(对照组)与加海马齿(实验组)对比分析发现，海马齿的加入对氨氮和硝酸盐氮的影响较大，对磷的影响较小，氨氮和硝酸盐氮的浓度水平均有下调，而磷酸盐的浓度水平存在一定的上调。综上，将海马齿应用于象山港水体的修复具有一定的可行性，其主要作用体现在对氮素的调控，而对磷的作用不明显。
基于所构建的模型进行数值实验，探究温度和光照胁迫对海马齿营养盐吸收及生长的影响。引入温度和光照的年周期函数，使用聚类分析对温度和光照进行模式划分，结果表明，一年中的前6个月可划分为3种温度和光照的组合模式，3种模式间的温度和光照差异高度显著(p＜0.01)；基于所构建海马齿个体模型，以所划分3种温度和光照的组合模式作为强迫条件，探究温度和光照胁迫对海马齿营养盐吸收及生长的影响，结果表明，温度和光照的不同组合对各状态变量产生了不同的影响，温度和光照可有效促进海马齿的生长，间接造成了有机磷和有机氮浓度的增加，降低了氨氮、硝酸盐氮和活性磷酸盐的浓度。决策树分析表明，海马齿对温度具有较强的耐受性，在接近5℃时呈现负增长，当温度大于5.222℃时光照成为限定海马齿生长的主要因子，当光强大于308.116μmol·m-2·s-1时，对海马齿的生长起到抑制作用。当温度大于5.222℃，光照强度大于221.235μmol·m-2·s-1，小于308.116μmol·m-2·s-1时，海马齿生长速率最快，对营养盐的吸收效果最好。
为了评估海马齿在象山港的应用效果，基于FVCOM海洋数值模式，构建了以海马齿为中心的象山港生态系统动力学模型，旨在通过数值模拟的方式，探究海马齿的加入对象山港生态系统的影响。对模型的潮位验证表明，所构建模型可以很好的体现象山港的水动力特征。将不加海马齿(对照组)与加海马齿(实验组)对比分析发现，海马齿的加入对氨氮和硝酸盐氮的影响较大，对磷的影响较小，氨氮和硝酸盐氮的浓度水平均有下调，而磷酸盐的浓度水平存在一定的上调。综上，将海马齿应用于象山港水体的修复具有一定的可行性，其主要作用体现在对氮素的调控，而对磷的作用不明显。