[发明专利]一种用于模拟浅水湖泊生态系统模型的方法

说明书

本发明公开了一种用于模拟浅水湖泊生态系统模型的方法，利用生态模拟软件构建模型，包括，A、构建初级生产者生态过程方程；B、构建消费者生态过程方程；C、构建初级生产者和消费者生态子模型；D、构建生态系统模型。本发明的模拟浅水湖泊生态系统模型的方法，利用生态模拟软件构建了浅水湖泊生态系统模型，更精确的考虑了生物的生态过程，提高了模型模拟的准确度，为浅水湖泊生态系统研究与管理提供了理论参考与技术支持。

技术领域

本发明涉及生态系统领域，尤其涉及一种用于模拟浅水湖泊生态系统模型的方法。

背景技术

湖泊是一个水生生物、水流、泥沙、污染物共同相互作用的生物物理化学作用的复杂多变的系统，其模型方程是一个反映其各要素相互影响的数学关系，它既是要研究的对象又是研究湖泊的工具。根据其复杂性，将湖泊模型分为水动力模型、水质模型和生态模型。其中，生态动力学模型主要用来研究生态系统中各变量的动力学变化以及描述物种组成和物种性质的时间和空间变化。生态模型考虑了湖泊生态系统中各营养物质的时空变化，并且更加细致地描述了湖泊中的各种变化过程，使模型的模拟更加精确。但是，该模型中包含大量的状态变量、驱动变量以及模型参数，导致在应用此模型时需要大量的监测数据，从而降低了模型的模拟精度以及适用性。

但是，现有基于湖泊模型存在以下缺陷：

(1)目前国内外对大型深水湖泊的湖流特征及富营养化生态动力学的研究相对成熟，而对于浅水湖泊的模型研究主要集中于水动力特征以及水质预测，以生态动力学为基础的系统动态模拟研究较少；

(2)浅水湖泊生态系统是个复杂的系统，目前对生态系统模型的构建过程中对生态过程的理解还不是很完善，例如浮游植物的生长过程不仅仅受到光照、营养盐、温度等环境因子的限制，还受到自身种群以及沉水植物等多方面生物因素的限制，现有模型没有充分考虑不同生物生态过程的限制因素，导致模型模拟的准确度不高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于模拟浅水湖泊生态系统模型的方法，利用生态模拟软件构建了浅水湖泊生态系统模型，更精确的考虑了生物的生态过程，提高了模型模拟的准确度，为浅水湖泊生态系统研究与管理提供了理论参考与技术支持。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种用于模拟浅水湖泊生态系统模型的方法，利用生态模拟软件构建模型，包括，

A、构建初级生产者生态过程方程：

根据初级生产者的光合作用生长过程、呼吸损失过程以及死亡过程构建初级生产者生态过程方程；

B、构建消费者生态过程方程：

根据消费者的捕食生长过程、基础代谢损失以及死亡损失构建消费者生态过程方程；

C、构建初级生产者和消费者生态子模型：

根据初级生产者生态过程方程，构建作为初级生产者的沉水植物生态动力学模型、浮游植物生态动力学模型和附生藻类生态动力学模型；根据消费者生态过程方程，构建作为消费者的浮游动物生态动力学模型、底栖动物生态动力学模型、滤食性鱼类生态动力学模型、草食性鱼类生态动力学模型和肉食性鱼类生态动力学模型；

D、构建生态系统模型：

根据限制函数，将沉水植物生态动力学模型、浮游植物生态动力学模型和附生藻类生态动力学模型与浮游动物生态动力学模型、底栖动物生态动力学模型、滤食性鱼类生态动力学模型、草食性鱼类生态动力学模型和肉食性鱼类生态动力学模型相应耦合，得到包括初级生产者、消费者和分解者的生态系统模型。