具有正负反馈的非线性化学反应系统在远离热力学平衡态的情况下会产生化学振荡，通过耦合各种输运过程，如扩散，对流、传质传热、电磁场中的离子迁移等，能形成丰富多样的时空有序化学自组织斑图。具有多反馈的反应-扩散模型中由于反馈之间的相互耦合可以产生更为丰富多样的复杂时空动力学行为，因此贴近于真实的化学反应系统。本论文主要以数值模拟的方法研究典型的多变量多反馈反应-扩散系统，发现了一系列多反馈时空系统中特有的时空自组织结构，并通过理论分析方法系统地探究各种复杂斑图的产生机理、追踪其演化规律，最终得到一些具有普适性的多反馈系统斑图动力学规律。本文主要采用的三变量动力学模型中包含了两个正反馈，一个负反馈，可以构成两个反馈环，两个反馈环通过相互耦合组成了系统反应动力学的吸引子轨道。该多反馈模型通过不同的动力学分岔可以表现出丰富的复杂均匀振荡，如经由Fold-Hopf分岔产生的11，12，..1n型混合模式振荡和经由倍周期分岔产生的周期加倍振荡等。文中分别对一维和二维时空系统内进行了多反馈反应-扩散模型的时空斑图模拟，得到了一系列具有规律性的多反馈系统复杂时空自组织结构，如稳定的多臂斑图、线缺陷多臂螺旋波以及在混合模式振荡区域产生的具有超结构的振幅调制斑图，其中包括一维系统中的具有波包形式传递的振幅调制行波，以及在二维系统内得到的各种由于振幅调制引起的超结构螺旋波。这些调制结构的产生是由于扩散的阻尼作用使系统中多反馈环之间的耦合关系失稳，从而使斑图系统的局域动力学行为偏离其原有的1n型均匀混合模式振荡轨道，产生了反应-扩散系统中独有的1n-1和1n混合模式振荡共存的过渡区域。此时斑图系统的局域振荡行为在具有不同振幅的1n-1和1n混合模式振荡之间周期性地交替，构成了准周期振荡并引起空间自组织斑图上的振幅调制现象。随后通过设计一个由阿基米德螺旋构成的几何模型来重现调制螺旋波波臂的周期性振幅调制，阐明了调制斑图中嵌套在基础斑图结构之上的新耗散结构，如超靶波、超螺旋波等超结构的形成机理和条件。本文还发现了在特殊的扩散条件下，多反馈反应-扩散系统在混合模式振荡介质中也会产生同时具有时空不连续波核和稳定连续波臂的奇美拉螺旋波，这是首次在局部耦合系统内发现具有奇美拉态的时空结构。与非局部耦合系统中的不连续结构不同，反应-扩散奇美拉斑图中的不连续结构是由于不同组分的不均衡扩散破坏了系统内多反馈环之间的耦合，引发了振荡抑制现象而产生的定态不连续空间结构。此外还发现多反馈反应-扩散系统中的1n-1和1n型混合模式振荡的转化会明显地影响奇美拉螺旋波中不连续结构的稳定性。无论是具有超结构存在的振幅调制斑图，还是具有定态不连续结构的奇美拉斑图都是在多反馈反应-扩散系统中所特有的时空自组织现象，多反馈系统中反馈环之间的相互耦合受到扩散引起的空间不稳定性影响而失稳和彻底断开分别是产生这两种复杂时空现象的根本原因。本文中多反馈反应-扩散系统内的时空斑图动力学研究有助于设计和控制化学反应中的复杂时空自组织结构，以及了解自然界中的动物斑纹、植物叶序等具有多模式的复杂斑图的产生机理。