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摘要浮游生物斑图自组织是非线性生态学领域的一个热点问题，本研究针对分层水体中的浮游生物系统，构建了线性耦合浮游植物-浮游动物时空动力学模型，开展了局部稳定性和图灵失稳分析，确定了嵌套斑图形成条件;通过调整扩散系数和耦合系数，模拟得到规则和混沌嵌套斑图的形成;考虑多个浮游植物和浮游动物的捕食关系，研究了在水平扩散和垂直迁移作用下，属多样性对群落生物量和浮游生物群落稳定性的影响。主要结果如下:<br>　　(1)在双层线性耦合浮游生物系统的研究中，阐明了嵌套斑图自组织的纯图灵失稳和霍普夫-图灵失稳两类机制，揭示了色散曲线上波峰个数大于1是嵌套结构涌现的关键，且发现色散曲线波峰对应的图灵模波数比可以决定嵌套结构中小尺寸斑块嵌入大尺寸斑块的个数。通过调整图灵模波数比进行模拟研究，结果表明纯图灵失稳机制可导致冷点状、点条状规则嵌套斑图的形成，霍普夫-图灵失稳机制可导致热点状、条状、螺旋波-点状等规则和混沌嵌套斑图的形成，展现了分层水体浮游生物系统的时空复杂性。<br>　　(2)在双层线性耦合浮游生物系统时空动力学研究的基础上，进一步探讨多个浮游植物和浮游动物共存时对群落稳定性的影响。结果表明，浮游植物属数增加会使浮游植物稳定性指数和平均种群生物量上升，浮游动物属数增加则会提升浮游动物稳定性指数且削减平均种群生物量;浮游生物的水平扩散作用会增强浮游植物属数增加对稳定性指数和平均种群生物量的影响程度，但几乎不影响浮游动物属数变化对两项指标的作用;浮游生物的垂直迁移作用则会削减(增强)浮游植物(浮游动物)属数增加对稳定性指数和平均种群生物量的影响程度。<br>　　本研究揭示了分层水体中耦合浮游生物系统嵌套斑图的自组织机制，探讨了属多样性与群落稳定性之间的关系，研究结果可对浮游生物斑块聚集特性以及浮游生物系统稳定性提供新的理论解释。