本文以生长过程中遵从生灭扩散演化机制的单种群杆菌为研究对象,在建立种群生长含时自组织理论的探索及将非线性系统动力学研究方法拓展至单种群杆菌生长繁衍体系之生物波现象的研究中取得了些许的成果与进展.(1)回顾了种群生长繁衍动力学发展的历史成就,并概述了用于研究种群生长繁衍时空动力学行为的Logistic方程理论和Fisher方程理论.(2)在对经典Logistic模型分析基础之上,以细胞生物学理论为基础,细菌细胞发育周期形态和群体细菌分裂相数量的变化为依据,化学体系之化学波现象和物理体系之抛物方程理论为启迪,首先建立了营养物质供给恒定时单种群杆菌群体生长繁衍的生灭-扩散型动力学模型及其相应的演化方程;其次,通过奇异变形杆菌波动生长繁衍过程中活菌数及其杆菌形态的动态实验观察,建立了单种群杆菌群体生长繁衍过程中杆菌密度与营养物浓度同时演化的生灭-扩散-趋营型动力学模型及演化方程.(3)分别证明了营养物质供给恒定时单种群杆菌群体生长繁衍的生灭-扩散型动力学演化方程及单种群杆菌群体生长繁衍过程中杆菌密度与营养物浓度同时演化的生灭-扩散-趋营型动力学方程在趋于定态前其行波解的存在性,并从行波结构角度对杆菌营养物消耗的必要条件、定态解、营养物传输环等给予了系统动力学分析,得到了一系列重要的有深刻启发性的理论结果,进一步完善了单种群杆菌群体生长繁衍之行波结构理论.(4)将细菌作为多细胞生物来设计一系列实验,并通过奇异变形杆菌波动生长繁衍过程中的系列实验研究发现,生物波具有开放性、单向性、适应性、节律性、稳定性、趋化性和同步性等特征.(5)在已建立的单种群杆菌生长繁衍过程中杆菌密度与营养物浓度同时演化的生灭-扩散-趋营型动力学方程之基础上,对单种群双细菌源杆菌生长繁衍过程中杆菌密度与营养物浓度同时演化的生物波合成行为进行了实验观察和特定初值及点源生长边界条件下的计算机模拟研究.本文的研究成果,为单种群杆菌生长繁衍体系中生物波理论的研究提供强有力的理论和实验支撑,对拓展非平衡系统自组织理论及系统动力学研究方法的应用领域具有重要价值,并为研究种群生长过程中的时空动力学行为准备了理论基础,也为研究生物学及生态学系统中所表现出来的各种有序结构和自组织结构开辟了道路.