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虾夷扇贝是中国北方最重要的海水养殖贝类之一,育苗方式分为人工育苗和天然采苗。天然采苗具有抗逆性强、污染小、生长快等特点,因此预报虾夷扇贝幼虫的时空分布,对于天然采苗具有指导作用,同时具有显著的经济效益。 近年来,基于个体发育的生态模型(Individual-Based Model,IBM)在海洋生态系统和种群动力学的研究中得到了广泛应用。本文综合物理海洋学和海洋生物学等学科,首先应用海洋数值模式FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model),建立了黄海北部海区潮-风-热盐强迫下的三维水动力模型,并对比了潮汐、潮流、温盐计算值和实测值,发现吻合程度较好,以此验证了水动力模型准确性。其次,从海洋动力学角度分析了潮、风、热盐外部强迫条件对黄海北部海区春季(4、5月份)环流的贡献,以此来分析不同强迫条件对于虾夷扇贝浮游幼虫时空分布的影响程度。接着,分析了不同时均周期及初位相对潮致拉格朗日余流的影响,给出了用于描述虾夷扇贝被动输运速度的拉格朗日余流方法,并给出了潮致-风生-热盐拉格朗日余流,用于描述虾夷扇贝浮游幼虫的时空分布。然后,根据虾夷扇贝幼虫生物特性及无自主游泳能力的特点,在FVCOM中拉格朗日模块中添加了出生、死亡、生长、年龄等生物学特性,建立了基于个体发育的虾夷扇贝浮游幼虫IBM模型。最后,通过在线耦合求解水动力模型和粒子追踪模型,建立了虾夷扇贝浮游幼虫时空分布的生物-物理耦合模型,并计算了虾夷扇贝浮游幼虫的时空分布及被动输运轨迹。 根据数值模拟结果,进行了海域虾夷扇贝浮游幼虫生物调查实验,发现模型数值模拟结果与海域生物调查结果吻合程度较好。这些结果一方面揭示了春季(4、5月份)虾夷扇贝浮游幼虫在潮-风-热盐的共同作用下,从獐子岛附近海域被动输运至老铁山以西沿岸的事实,以及不同时刻虾夷扇贝浮游幼虫的时空分布情况,另一方面也验证了模型的准确性。