本论文研究生态系统的噪声和时间延迟效应。首先对生态系统的研究意义，生态系统的研究现状以及噪声和时间延迟作用下生态系统的研究方法做了全面的综述。其次，系统深入地研究了Levins和Lotka - volterra两个理论生态学模型描述的生态系统的环境噪声和(或)时间延迟效应，得到了系列的研究成果： 研究了Levins模型中派生的简化率函数模型描述的集合种群系统。在确定性情形下，通过讨论系统动力学变量的势函数，研究了系统的稳定性随栖息斑块结构参数的变化，发现在较大的斑块面积A和较小的参数y(y是与栖息斑块结构参数成反比的一个参数)下，系统具有较强的稳定性。在随机情形下，研究了环境变化引起交叉关联噪声作用下的集合种群系统。通过数值计算系统的定态几率分布和随机模拟物种平均灭绝时间，研究了集合种群系统的稳定性，结果表明：(i)无论乘性噪声与加性噪声之间是否存在关联，加性噪声总是增强动力学变量的涨落，乘性噪声总是抑制动力学变量的涨落；(ii) 当乘性噪声与加性噪声之间正关联时，存在一最佳乘性噪声强度使得定态几率分布的峰偏离灭绝位置最远，存在另一最佳乘性噪声强度使得物种平均灭绝时间能最大限度地延长，但是不存在最佳加性噪声强度；(iii) 在乘性和加性噪声强度保持不变下，关联强度的增加不仅可以提高集合种群占据栖息斑块的几率，而且可以延长物种的平均灭绝时间。所以，在乘性噪声与加性噪声尽可能正关联的情况下，选择一个最佳乘性噪声强度就能够提高集合种群的生存稳定性，使集合种群更好地适应环境的急剧变化。 研究了经典Lotka -Volterra模型描述的互利共生的单物种、双物种和多物种系统中的噪声和时间延迟效应。结果表明：在确定性情形下，由于种内、种间是相互利益的，一物种的存在会增大其它物种的增长率，所以在有限时间内物种数目必将趋于无穷，即，物种数目爆炸。在随机情形下，由于环境因素的影响，使得种内或种间相互作用系数发生涨落，这种涨落可以通过引入噪声来表达。研究发现：(i)噪声可以抑制物种数目在有限时间内爆炸，但是物种数目的统计平均值发散；(ii)如果进一步在系统中引入时间延迟，则物种数目的统计平均值就收敛；(iii)在噪声强度等于零的情况下，时间延迟也不会抑制物种数目在有限时间内爆炸，只会推迟爆炸的时间；(iv)噪声强度越大，延迟时间越长，定态几率分布函数曲线就越尖锐，系统变量的涨落和平均值就越小。研究了经典Lotka-Volterra模型描述的对称两物种竞争系统中的色噪声效应。结果表明：(i)色噪声自关联率的减小会引起由两物种密度构成的相图出现极限环；(ii)在较高噪声强度保持不变下，存在一最佳自关联率使得信噪比取最大值，即，信噪比随自关联率变化的随机共振现象，此共振现象依赖于噪声强度，在噪声强度较小的情况下，信噪比随自关联率的增大逐渐趋于饱和；(iii)在自关联率保持不变的情况下，也存在一最佳噪声强度使信噪比取最大值，自关联率越小，最佳噪声强度越大。 研究了经典Lotka- Volterra模型描述的白噪声驱动下对称两物种竞争系统中的时间延迟效应。结果表明：(i)存在两类共振：一类是时间延迟引起(x+y)<2>(x、y是两物种密度)的相干共振，也就是说，在某一合适的延迟时间下(x+y)<2>的特征关联时间具有最大值，(x+y)<2>的时间序列最规则，另一类是(x-y)<2>的随机共振，时间延迟可以增大(x-y)<2>的信噪比，提高系统响应；(ii)时间延迟还会导致两物种密度同步振荡，引起两物种密度的二维定态几率分布函数从多稳向单稳转变。 研究了经典Lotka -Volterra模型描述的对称三物种循环竞争系统中的白噪声效应。结果表明：(i)噪声促使系统间歇性地正弦振荡，可以使竞争只剩下一个物种，其它两个物种趋于灭绝；(ii)噪声也会引起物种密度在空间分布上的涨落，在较高噪声强度下，只有极少数的空间格点上具有较高的物种密度；(iii)在中等噪声强度下，物种之间的空间关联系数随时间发生振荡；(iv)在某一噪声强度下，物种之间的空间关联系数对时间的平均值有一最小值。 研究了经典Lotka - Volterra模型描述的多物种竞争系统中的二值色噪声效应。结果表明：(i)在噪声幅不变的条件下，有一最佳噪声自关联时间使得物种密度的平均值达到最大，噪声幅越小，最佳噪声自关联时间就越大；(ii)在此最佳值附近有一突变现象，当自关联时间略大于此最佳值时，物种密度的平均值立即下降到一较低的恒定值；(iii)噪声幅，噪声自关联时间及噪声对称参数对系统状态变量的动力学行为有很大影响，噪声幅越大、自关联时间越小、噪声对称参数越小，系统状态变量的涨落就越小。