CN109644900A - 一种确定鱼类群落恢复潜力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种确定鱼类群落恢复潜力的方法，包括：采集鱼类群落密度、丰度数据；采集水文、水质因子数据；先计算栖息地适应性指数，后计算综合栖息地适应性指数；计算综合生态位宽度与综合生态位重叠度；计算鱼类群落恢复潜力。与现有技术相比，本发明通过分析物种沿各栖息地属性的生态位宽度与生态位重叠度，即综合生态位宽度与综合生态位重叠度，计算监测鱼类群落与健康鱼类群落间的生态位距离，从而得出鱼类群落的恢复潜力。该方法原理简单容易理解，操作便捷容易掌握，可以应用于水生态管理工作中，为相关管理者提供政策依据。

Description

一种确定鱼类群落恢复潜力的方法
技术领域
本发明涉及一种确定鱼类群落恢复潜力的方法，主要涉及一种利用水文因子、水质物理因子、水质化学因子评估水生态系统中鱼类群落恢复潜力的方法。
背景技术
在全球范围内，人类活动的强度一直在改变着河流环境的水文，污染物负荷和栖息地属性。水生生态系统中对这些变化敏感的物种可能会衰退或消失，并被耐受性更强的生物所取代。适宜的栖息地对水生生态系统的物种生存和多样性非常重要。因此，改善或维护栖息地对于恢复水生生态系统具有重要意义。
数十年来，河流栖息地恢复被认为是恢复和保护濒危物种的重要策略，然而，栖息地恢复是否成功往往难以确定，需要了解水生物对水文、水质物理因子和水质化学因子的响应，以更好地了解栖息地恢复的潜力。此外，还需要定期评估恢复潜力以衡量栖息地修复的效果。
由于需要复杂的多学科知识，目前的评估方法往往难以在实践中被河流管理人员掌握，因而提出一种理论简单、便于操作的恢复潜力评估方法迫在眉睫。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种确定鱼类群落恢复潜力的方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种确定鱼类群落恢复潜力的方法，包括如下步骤：
一、采集鱼类群落密度、丰度数据；
二、采集水文、水质因子数据；现场测量河宽与水体透明度，实验室测量高锰酸盐指数、硫酸盐浓度、总氮、碳酸盐浓度、生化需氧量；
三、先计算栖息地适应性指数，后计算综合栖息地适应性指数；
四、计算综合生态位宽度与综合生态位重叠度；
进一步地，步骤三先计算栖息地适应性指数，然后根据公式一计算综合栖息地适应性指数；
其中，IHSIi为第i种生物在所有栖息地因子中的栖息地适应性指数，i＝1,…，n；HSIin为第i种生物沿第n个栖息地属性的栖息地适应性指数；ωn表示HSIin的权重，采用熵权法计算得到，N为栖息地总数。
进一步地，步骤四利用莱文斯生态位宽度模型和皮卡纳生态位重叠模型计算单一物种沿某一资源轴的生态位宽度Bi与生态位重叠度Oi；然后根据公式二、公式三计算综合生态位宽度INBi与综合生态位重叠度INOi；
其中，Bin和Oin分别代表第i物种沿第n个栖息地属性的生态位宽度与重叠度；ωn表示Bin或Oin的权重，采用熵权法计算得到，N为栖息地总数。
进一步地，步骤五依靠公式四计算鱼类群落恢复潜力Potential；
dHB与dHO分别为监测的鱼类与健康鱼类群落的距离，r为尺度相关系数，INB为综合生态位宽度，Potential为群落恢复潜力，INO为综合生态位重叠度，IHSI为栖息地属性的栖息地适应性指数，ω1、ω2表示IHSI的权重；当dHB与dHO为Hamming距离时r为1，当dHB与dHO为欧氏距离时r为2。
综上，根据以上步骤可简单快速地计算得出鱼类群落的恢复潜力，本方法涉及理论相对简单、所需数据与知识相对较少，便于应用。
本发明的有益效果在于：
本发明是一种确定水生态系统鱼类群落恢复潜力的方法，与现有技术相比，本发明通过分析物种沿各栖息地属性的生态位宽度与生态位重叠度，即综合生态位宽度与综合生态位重叠度，计算监测鱼类群落与健康鱼类群落间的生态位距离，从而得出鱼类群落的恢复潜力。该方法原理简单容易理解，操作便捷容易掌握，可以应用于水生态管理工作中，为相关管理者提供政策依据。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种确定鱼类群落恢复潜力的方法，包括以下步骤：
步骤一：数据获取：
(1)采集鱼类群落密度、丰度等数据。
(2)采集水文、水质因子数据。现场测量河宽(RW)与水体透明度(Trans)，实验室测量高锰酸盐指数(CODMn)、硫酸盐(SO4)浓度、总氮(TN)、碳酸盐浓度(CO3)、生化需氧量(BOD)。
步骤二：计算综合栖息地适应性指数。
首先计算栖息地适应性指数，然后根据公式一计算综合栖息地适应性指数。
公式一：
其中，IHSIi为第i种生物(i＝1,…，n)在所有栖息地因子中的栖息地适应性指数；HSIin为第i种生物沿第n个栖息地属性的栖息地适应性指数。ωn表示HSIin的权重，采用熵权法计算得到，N为栖息地总数。
步骤三：计算综合生态位宽度与综合生态位重叠度
利用莱文斯生态位宽度模型和皮卡纳生态位重叠模型计算单一物种沿某一资源轴的生态位宽度(Bi)与生态位重叠度(Oi)。然后根据公式二计算综合生态位宽度(INBi)与综合生态位重叠度(INOi)。
公式二：
其中，Bin和Oin分别代表第i物种沿第n个栖息地属性的生态位宽度与重叠度。ωn表示Bin或Oin的权重，采用熵权法计算得到，N为栖息地总数。
步骤四：计算鱼类群落恢复潜力
根据公式三计算鱼类群落恢复潜力(Potential)。
公式三：
dHB与dHO分别为监测的鱼类与健康鱼类群落的距离，r为尺度相关系数，INB为综合生态位宽度，Potential为群落恢复潜力，INO为综合生态位重叠度，IHSI为栖息地属性的栖息地适应性指数，ω1、ω2表示IHSI的权重，当dHB与dHO为Hamming距离时r为1，当dHB与dHO为欧氏距离时r为2。
综上，根据以上步骤可简单快速地计算得出鱼类群落的恢复潜力，本方法涉及理论相对简单、所需数据与知识相对较少，便于应用。
本发明是一种确定水生态系统鱼类群落恢复潜力的方法，与现有技术相比，本发明通过分析物种沿各栖息地属性的生态位宽度与生态位重叠度，即综合生态位宽度与综合生态位重叠度，计算监测鱼类群落与健康鱼类群落间的生态位距离，从而得出鱼类群落的恢复潜力。该方法原理简单容易理解，操作便捷容易掌握，可以应用于水生态管理工作中，为相关管理者提供政策依据。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种确定鱼类群落恢复潜力的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
一、采集鱼类群落密度、丰度数据；
二、采集水文、水质因子数据；现场测量河宽与水体透明度，实验室测量高锰酸盐指数、硫酸盐浓度、总氮、碳酸盐浓度、生化需氧量；
三、先计算栖息地适应性指数，后计算综合栖息地适应性指数；
四、计算综合生态位宽度与综合生态位重叠度；
五、计算鱼类群落恢复潜力。
2.根据权利要求1所述的确定鱼类群落恢复潜力的方法，其特征在于：所述步骤三先计算栖息地适应性指数，然后根据公式一计算综合栖息地适应性指数；
其中，IHSIi为第i种生物在所有栖息地因子中的栖息地适应性指数，i＝1,…，n；HSIin为第i种生物沿第n个栖息地属性的栖息地适应性指数；ωn表示HSIin的权重，采用熵权法计算得到，N为栖息地总数。
3.根据权利要求2所述的确定鱼类群落恢复潜力的方法，其特征在于：所述步骤四利用莱文斯生态位宽度模型和皮卡纳生态位重叠模型计算单一物种沿某一资源轴的生态位宽度Bi与生态位重叠度Oi；然后根据公式二、公式三计算综合生态位宽度INBi与综合生态位重叠度INOi；
其中，Bin和Oin分别代表第i物种沿第n个栖息地属性的生态位宽度与重叠度；ωn表示Bin或Oin的权重，采用熵权法计算得到，N为栖息地总数。
4.根据权利要求3所述的确定鱼类群落恢复潜力的方法，其特征在于：所述步骤五依靠公式四计算鱼类群落恢复潜力Potential；
dHB与dHO分别为监测的鱼类与健康鱼类群落的距离，r为尺度相关系数，INB为综合生态位宽度，Potential为群落恢复潜力，INO为综合生态位重叠度，IHSI为栖息地属性的栖息地适应性指数，ω1、ω2表示IHSI的权重；当dHB与dHO为Hamming距离时r为1，当dHB与dHO为欧氏距离时r为2。
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