胶州湾生态系统数学模型与计算机模拟及优化管理对策

六十年代产生的系统生态学，在生态系统研究中使得数学模型至今都是一个必不可少的有效工具，建立数学模型已成为生态学中研究的热点。文章运用概率统计、时序分析手段及灰色系统理论，对胶州湾生态系统调查的历史资料进行初步分析，取得如下成果。1. 建立了非生物环境因子的八个静态统计模型，并分析了它们之间的相关关系，从定性、定量的角度对胶州湾非生物环境因子相互关系进行了研究，并结合实际情况对数学模型进行了解释。2. 根据历史资料及前人研究成果，把胶州湾生态系统划分为：浮游动物、浮游动物食性鱼类、植食性鱼类、底栖生物、底栖生物食性鱼类、肉食性鱼类六个子系统，并把有机质及浮游植物（初级生产力）作为系统的输入，运用灰关联度方法对子系统与生物及非生物环境因子的关系进行定量分析，排列出影响各子系统生物量变化的非生物环境因素的主次顺序，建立了相应的GM（1，N）模型，并对模型进行了残差检验，模型能较好的反映实际情况。预测了各子系统的发展特性，并结合实际情况提出了各类渔业资源管理的具体指标值，对优化子系统提供了具体参数。3. 根据胶州湾的实际情况，提出了新的数学模型 - 差分摆动模型及其建立方法。模型的意义在于可量化任意几个有关因子的数量关系，并对未能考虑到的因子，甚至一直未能被人们认识到的所有因子对这种生物作用的信息量进行量化，把生态系统中生物与非生物环境因子相互作用通过方程联系起来，并在论文中得到了验证。4. 根据灰色系统分析方法，对胶州湾生态系统进行了动态分析，建立了生态系统的量化动态模型，利用劳斯判断准则及根平面法，分析了系统的发展稳定状态，发现胶州湾生态系统周年内处于不稳定的发展状态。总之，论文运用各种数学手段从系统的角度来分析生态系统中各环境因子之间关系，并用数学模型把这种关系定量地表示出来，利用胶州湾生态系统现有资料，对胶州湾生态系统从系统的角度进行综合分析，为科学管理与合理开发胶州湾生物资源、优化胶州湾生态系统提供了意义的参考意见。