CN111436389B - 定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法和装置，定向控制水生动物群体数量的方法包括以下步骤：确定作为防范对象的水生动物在具体区域中出现相对聚集的时间、空间、以及群体特点；根据所述群体特点，制定清除方案；以及根据所述时间及空间来实施所述清除方案。能够有效地实现对防控目标的水生动物的种群规模数量进行管控，在自然水域中实现生物多样性保护，在人工水域中服务于生产作业，并且环境负荷低。

Description

定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法和装置。

背景技术

生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人为的途径侵入到另一个新的环境，对入侵地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。随着经济社会的发展，生物入侵已经成为一个全球性共同关注的问题。一个物种能够成为入侵物种的首要条件是对所在环境的良好适应性，同时其外在表现是在一定区域内，该物种的个体数所占同类生物个体总数的比值持续增大，并最终成为优势物种，甚至对该区域的物种组成结构进行了改变。不同水生入侵物种为实现该过程所采取的主要策略有所不同，如亚洲鲤鱼，其采取的主要策略是通过自身较强的繁殖能力，扩大自身个体数量，具体构成因素主要包括，(1)自身具有较强的繁殖能力，在适宜的环境条件下，繁殖速度较快；(2)在其整个生活史的各个阶段，缺乏可对其个体数量持续壮大进行有效限制的生物；(3)通过摄食竞争或对竞争生物的直接捕食(不仅指对其成体的捕食，亦包括对受精卵、仔稚鱼或幼鱼进行的捕食)，限制或减小竞争生物的个体数量，最终表现为亚洲鲤鱼的个体数量在稳步持续扩大，并在时间的累计作用下，最终成为引起社会广泛关注的入侵生物。与亚洲鲤鱼成为入侵物种的策略不同，另外一种策略则是通过自身较强的捕食能力，持续减少其他物种的个体数量，以此实现自身个体数量所占同类生物个体总数比值的不断提高，一般该策略生物的具体构成因素主要包括，(1)稳定的存在能力，该类生物的繁殖能力可能一般，但是其生理寿命通常较长，个体数量能够在一定空间内持续稳定存在；(2)在其整个生活史的各个阶段，缺乏可对其进行有效限制的生物；(3)自身具有较强的捕食能力和较大的捕食量，对其他物种的捕食速率大于其他物种的自身繁殖速率，在时间累积作用下，对其他物种的个体数量起到持续减少的作用，该策略的代表生物主要为一些处于食物链顶端的物种，例如鳄雀鳝(Atractosteus spatula)。

此外，我国地域广阔，水资源时空分配不均衡，通过调水工程实现不同区域水资源的重新分配在当前和今后的一段时间内将发挥着重要作用，这对于社会安定、经济发展、生态环境改善等多个方面均有重要意义。调水工程在实现跨区域水资源的重新分配时，也打破了不同区域水域的地理隔离，在水资源输送过程中，同样会把一些入侵生物输送到调水区域，在客观上成为入侵生物传播扩散的快速通道，或者使水源地的鱼类资源沿着输水通道流失。

此外，在水产养殖场等环境中，有时需要的并非自然生态环境，例如为了养殖某些经济物种而需要将自然水体中的野杂鱼、危及经济物种的水生动物清除，通常采用排水干塘、或者围网捕捞等方式，但是，存在清除不彻底以及附带伤害大等问题。

在现有技术中，为了防范水生生物，特别是防范水生动物入侵，主要采取的方法大致有三大类：

1.物理防范，防范鱼类通过调水工程进行传播扩散的技术方法有：网具拦截、电网拦截、声波驱逐、紫外光照射等。

2.传统捕捞作业，例如，专利文献CN104855353A公开了用于捕获亚洲鲤鱼的系统，利用声光发生器，刺激水中亚洲鲤鱼，使其跃出水面，配合浮动鱼床的运动，使亚洲鲤鱼自然落到浮动鱼床上，从而捕获。

3.化学防范，例如，专利文献CN103039535 A公开了一种灭杀福寿螺的方法，其利用植物三裂蟛蜞菊的作为药物来毒杀福寿螺。

发明内容

本发明要解决的技术问题

尽管现有技术中提出了各种防控外来入侵生物的技术，然而，根据现有措施的实际应用效果判断，防控物种跨区传播的效果并不十分理想，究其原因可能有以下几方面的因素：

在应用网具拦截(包括简单的网具拦截和电网拦截等)的情况下，对于体型较大的鱼类有效，而对于体型较小鱼类或者鱼类的仔稚体及鱼卵可能无效(具体效果主要取决于所选网目大小，但网眼过小则影响输水量的通过)。

在应用声波等现代驱鱼技术的情况下，因成体鱼类主动游泳能力较强，利用生物趋利避害的本能，有较好的预防效果，但是对于鱼卵或者处于漂浮阶段(主动游泳能力较弱或者没有)的仔稚鱼或者体型较小受水流影响较大的漂浮类小型鱼类，因为其迁移主要依靠水体的流动，所以收效甚微。

在应用紫外光灭卵的情况下，受水体悬浮物含量、水体深度、紫外光作用时间以及紫外光在水体中的自然消减等多种因素的影响，对于入侵鱼类的卵体或者幼体的杀灭并不理想。

在应用化学药物的情况下，一方面，药物不仅会毒杀目标生物，还可能毒杀同一生态系统中的其它生物，导致其它物种遭受毒害，另一方面，药物还可能在生态系统中残留，导致其它物种长期遭受药物毒害，而且，药物还可能随着水体渗透、流动，导致相邻或下游环境遭受损害。因此，存在定向防控困难，破坏生态系统且残留伤害大的风险。

针对调水工程中的水生动物扩散或鱼类资源流失，难以同时兼顾输水效率和防止水生动物扩散这两方面。

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法和装置，能够有效地实现对防控目标的水生动物的种群规模管理，在自然水域中实现生物多样性保护，在人工水域中服务于生产作业，并且环境负荷低。

用于解决技术问题的技术手段

为了解决上述的技术问题，本发明提供以下的技术方案。

(1)一种定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法，

包括以下步骤：

确定作为防范对象的水生动物在具体区域中出现相对聚集的时间、空间、以及群体特点；

根据所述群体特点，制定清除方案；以及

根据所述时间及空间来实施所述清除方案。

(2)一种定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的装置，

包括清除装置，

所述清除装置根据作为防范对象的水生动物在具体区域中出现相对聚集的时间、空间、以及群体特点而设置。

发明效果

根据本发明的定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法和装置，能够有效地实现对防控目标的水生动物的种群规模管理，在自然水域中实现生物多样性保护，在人工水域中服务于生产作业，并且环境负荷低。

附图说明

图1是示出本发明的定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法的概略流程图。

图2示出了本发明的确定清除防范对象的最佳集合时空单元的一个例子。

图3示出了本发明的确定清除防范对象的最佳集合时空单元的一个例子。

图4示出了本发明的确定清除防范对象的最佳集合时空单元的一个例子。

图5的(a)、(b)、(c)示出了本发明中确定防范对象的最佳集合时空单元的方法的一个例子。

图6示出了本发明的定向清除装置的一个例子的结构的示意图。

图7示出了本发明的定向清除装置的一个例子的结构的示意图。

图8示出了本发明的网箱的一个例子的结构的示意图。

图9示出本发明的定向防止水生动物传播的装置的示意图。

图10示出本发明的调水工程中保护鱼类资源的装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图具体说明本发明的示例性实施方式，应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。

如图1所示，本发明的定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法包括以下步骤：

步骤S101，确定作为防范对象的水生动物在具体区域中出现相对聚集的时间、空间、以及群体特点；

步骤S102，根据所述群体特点，制定清除方案；以及

步骤S103，根据所述时间及空间来实施所述清除方案。

以下，具体说明上述方法的各步骤的具体实施方式。

1.确定防范对象的相对聚集和最佳集合时空单元

水体中的环境是错综复杂、多种多样的，这也是造成水生生物(动物)生态多样性的物质基础。根据“适者生存”和“趋利避害”的基本生态学原理，各物种均是在丰富的生态环境中，选择最适宜自身生存发展的空间，并随着空间环境的改变以及自身生长发育需求的改变，各物种均按照自身生存需要进行适应性调整。空间环境改变往往具有一定的周期性规律，如昼夜变化和周年变化，在这种规律性变化的环境条件下，并在漫长的适应性进化过程中，各物种均形成了各自固有的生态习性。

以生物繁殖为例，在长期的自然演化的过程中，每一种鱼类均形成了自身独特的繁殖策略(繁殖特征)，即该物种的两性系统、繁殖方式、繁殖时间和地点以及亲体护幼等在繁殖过程中表现出的一系列特征。以繁殖时间为例，它和具体鱼类物种的繁殖周期相关，鱼类通过内源繁殖周期和外源环境提示(如温度、光周期和水流等)的同步反应，便可准确的在特定季节开始产卵。以繁殖场所为例，在水体中，凡适合于卵生鱼类产卵，在生殖季节能吸引生殖群体来到并进行繁殖的场所，称为产卵场。特定鱼类的产卵场，一般都具备该种鱼产卵所要求的环境条件。鱼类所要求的产卵场和产卵条件，一般总是和种的繁殖式型、卵的特性以及仔胚和初孵仔鱼发育所要求的条件一致的。上述条件例如包括但不限于最佳的生存水温、最佳的产卵区域与时间(与其繁殖式型、卵的特征以及仔胚和初孵仔鱼发育所要求的条件相关)、食性、生活史中是否存在洄游迁徙等。不同物种，其最佳的繁育时间、繁育区域(产卵场)及繁殖节律通常很难完全一致，这是由于各物种所要求的最佳繁育水温、繁育的刺激条件、物理生境类型、产卵类型、初孵仔鱼的最适开口饵料等多方面因素的不同造成的，即便有些物种的繁育时节和繁育地点可能出现重叠现象，但是在具体的时间区段中，也是有所区别的(可参考郭国忠的研究结果和《长江鱼类早期资源》中的介绍)。各物种根据自身生理生态特点，依靠水流(在物种发育早期生活史中体现，特别是漂浮卵物种)或自身主动游泳能力，选取适宜自身生存的最佳空间场所。因此，防范对象在具体区域中会出现相对聚集，若在相对聚集的阶段根据防范对象的群体特点进行阻拦或清除，则能够以较高的效率且较低的成本达到目的。

进一步，处于不同发育阶段的同种鱼，它在形态、生态和生理以及和外界环境的联系方式均保持一定的独立性，而这种独立性在不同种类和不同生态类型鱼类之间，其表现形式又有很大不同。因此，可以认为不同种类、不同生态类型以及同种鱼类的不同发育阶段，其生态位往往存在一定差异。不同生态类型、不同种类的鱼类，甚至同种鱼类的不同种群，均存在各自的繁殖策略，即产卵地点、产卵时间、产卵节律均有所不同，因此每一种鱼类其各自相同的发育阶段，通常很难出现在完全相同的时空维度中。

从生物多样性保护的角度出发，要想在低风险、低成本的情况下清除水体中某一具有生态威胁的物种，就需要对该物种所在具体区域内的生活史及生态习性有充分了解，知悉在其生活史中的哪个或哪几个阶段，所存在的空间具有明显特征，即在生活史中的特定阶段，防范对象会在可界定的环境生境中有相对集中的现象，并且其与其他物种的相对集中现象所发生的时间或空间两者中至少一者存在差异，或者通过人工辅助手段达到这一目的。在这样的特定时空区间内，根据该物种特定发育阶段的群体特点采取有效的阻拦手段或清除控制手段，并在时间的累积作用下，可以达到定向阻拦或清除控制该物种，同时又降低了对其他物种损伤的目的。为了降低实际操作的难度，上文中所指的其他物种可以适当缩小范围，例如仅限于区域内被清除后不易恢复的物种或国家保护物种。此处所谓的群体特点，包括防范对象发育体型、移动能力、集中地点、对外界因素的应激性等。

以产卵性鱼类为例，其生活史大概需要经历繁育亲体—受精卵—初孵仔鱼—稚鱼—幼鱼—成鱼—繁育亲体的过程。物种在长期进化过程中所形成的生理生态习性，造成了其对某些适宜的环境条件具有趋向性，对不适宜的环境条件具有规避性，物种对任何环境因子的适宜要求，通常都是一个范围值，同时物种的不同生长发育阶段，对不适环境因子的耐受能力和具体环境要求可能会有较大差别，因此，单个个体，其整个生活史客观上就是一个时空曲线，而对于由该物种集合而成的种群，其生活史客观上类似于一个多维时空通道，该通道维数的多少取决于物种所处客观环境中，对该物种分布具有显著影响的环境因子数量，通道的内径大小取决于各维数内的环境因子对该物种所适宜或物种能够耐受的范围值大小并在客观空间的投射。对物种的生活史、生理生态调查并最后借助数据分析手段就是为了得出该物种在具体区域或水系中的多维时空通道，并得出该物种的多维时空通道中客观空间最小区段，这些区段一般都是对应着该物种生活史中的某一具体生长发育阶段，显示出该物种在该发育阶段对所处水域环境下的最适环境选择，并在所处水域中的空间投射。对这些客观空间最小区段进行逐个研究，分析其与其他物种多维时空通道有无重叠情况，重叠发生的具体情况，发生重叠现象的物种属性(是否为保护物种、分布地域是否广泛、清除后是否易恢复)，以及是否可通过借助人工辅助手段将两者的重叠程度降低或消除等多方面因素进行综合分析，最终选择一个或若干个在清除效能和附带损伤两方面均有良好表现的时空区段为最佳集合时空单元。

在本发明中，最佳集合时空单元是指防范对象生活史中的某些发育阶段(对应有明显的时间区间)在特定环境空间中出现相对聚集，并且与区域内其他物种(狭义上可仅指保护物种或不易恢复物种)相对聚集现象所发生的时间或空间两者中至少一者存在差异(或借助人工手段达到这一目的)，在此情况下，根据防范对象特定发育阶段的群体特征采取适宜的清除技术手段，并在时间的累积的作用下，可以实现定向清除某物种同时对其他生物的附带损伤降低的目的，在此我们将这样可以利用的时空区间成为最佳集合时空单元，作为更进一步的，依据此最佳集合时空单元，可以对防范对象实施更为具体的管控目标，即根据所采用清除技术手段的清除效能，从对目标生物的清除效能和对区域内其他物种附带损伤两方面寻求最佳平衡，最终确定合理的时间、空间区间及清除效能，并在时间的累积作用下，有效达到对防范对象的管控目标，此管控目标大致可以分为三类：减缓增长速率，即其种群规模继续扩大，种群整体增长速度大于清除速度；控制现有规模，即其种群规模基本保持稳定，种群整体增长速度与清除速度基本持平，上述两类管控目标一般适用于对本地有较强竞争优势的物种的管控；持续降低种群规模，即其种群规模持续减小，种群整体增长速度小于清除速度，该类管控目标一般适用于入侵生物的清除。通过对区域生态系统中某个或多个物种的定向管控，最终实现对生物入侵防控、区域生物多样性健康水平及区域生态系统健康水平管理的目的。

得出防范对象的最佳集合时空单元的优点是显而易见的，(1)在密度集中的区域进行阻拦或清除，有利于提高阻拦或清除效率，具有针对性；(2)降低清除工作对其他物种的影响；(3)在时间的作用下，连续对防范对象的多个世代种群进行有效削减作用，会起到非常明显的防控作用。作为一个反面案例，长江三峡大坝的修建，有效阻断的中华鲟繁育亲体的产卵洄游通道，使其种群规模加剧衰减，现需要通过增殖放流维持种群数量。

下面将具体说明如何确定防范对象的相对聚集和最佳集合时空单元。

[基础生态调研与防范对象确定]

对进行保护的流域、水系或是水体(下文以“区域”指代)进行基础生态调研，调研的基本任务主要有：区域内的时空环境特征及周年变化规律，区域内的物种组成与物种分析。

基础生态调研中的环境特征调查主要包括水环境化学、物理生境、周边土地利用和气候环境因子四方面内容。在下表1中，举出一部分环境特征为例进行说明，实际的环境特征调查不限于表1中记载的内容，可以根据实际情况进行增减。

[表1]

对区域内的物种进行调查统计，之后从生物多样性保护的角度对区域内的物种进行分类，依次分为防范对象、一般物种和保护物种。

防范对象一般是外来入侵物种，即非本地、外来的且对本地其他物种存在竞争压力的物种或者是本地某些特殊物种(其种群规模过大会给其他物种带来生存压力，影响生物多样性和生态系统结构稳定)。在操作方法上，可以借鉴参考论文《外来鱼类入侵风险评估体系及方法》(窦寅等，生态与农村环境学报)中的方法，并主要根据区域内的环境和物种，对外来物种在该保护区域中形成入侵的风险进行评估。

一般物种是指在本地原有且在其他区域分布比较广泛，种群结构受破坏后容易恢复，包括人工恢复和自然恢复。

保护物种是指属于国家保护名录内的物种，或者分布范围比较小、受破坏后不容易恢复或者根据具体情况而有其他具体定义需要进行规避的物种。

针对经过物种分析后确认的防范对象，调查本保护区域或水系内的无害生物及其生境需求和生态习性，特别是保护物种，从而判断这些防范对象的生态威胁性高低，最终，将威胁性高的物种确定为具体防范对象。此外，如果现有资料信息已经明确提供了在该保护区域或水系中某外来物种已经形成入侵物种并且危害严重的信息，则无需再进行风险评估，可以直接将该外来物种作为防范对象。

[防范对象的专项调研分析]

在确定了防范对象后，对防范对象进行专项调研，核心任务有：防范对象的相对聚集和最佳集合时空单元及必要的纯化技术手段、最佳集合时空单元内防范对象集合群体特征及有效清除控制手段、防范对象现有分布区域及扩散趋势、防范对象防扩散的技术手段。

为实现上述目的需要完成的调研内容有：防范对象的生活史；其生活史各生长发育阶段的生态位需求(各关键环境要素的阈值)、持续时间、活动方式与活动能力、生活水层与昼夜活动规律和主导因素及在区域内的时空分布和种群聚集情况(即多维时空通道的研究)；根据其各阶段的生态位需求计算其在区域内的潜在分布情况，并结合其现有分布确定其在区域内的入侵情况及扩散趋势；该物种的多维时空通道与其他物种(保护物种)多维时空通道的重叠情况；在必要情况下研究并构建重叠区段内防范对象与保护物种分离的人工辅助手段(例如根据双方体型大小差异利用网目过滤分离、利用双方对声学或光学的反应差异、利用对水流速度或水深的耐受性、利用物理生境的选择性差别、利用对水体溶解氧的耐受性等、利用昼夜活动规律的差异性等多种不同手段，并从中进行最优选择组合)；根据对防范对象的管控目标确定具体的时间与空间区间的集合以及清除技术手段的效能；选择适宜的驱赶拦截清除技术，阻隔防范对象的继续扩散。

最佳时空单元的得出方法：通过对防范对象和其他生物(特别是保护物种)生活史中各发育阶段所发生的时间区段、生态位需求进行比对分析，筛选出清除或限制防范对象的最佳集合时空单元。具体方法以防范对象的生活史为主线，例如，对于产卵性鱼类来说，按照受精卵——仔鱼——稚鱼——幼鱼——成鱼——亲鱼的次序，以一个世代为研究对象，研究其整个生命周期各发育阶段的生态位要求、时空分布特征和种群聚集情况，最终形成该入侵物种在区域内的生长发育时空通道(曲线)，并以此为轴，研究其与区域内的其他物种(特别是保护物种)生长发育时空曲线的重叠情况，并按照前文所提的最佳集合时空单元的基本含义得出该防范对象的最佳集合时空单元。

物种一般在抗逆性较差的阶段，对外界环境的适应能力有限，对空间环境的要求则较高，容易在特定环境中出现聚集现象，而在其抗逆性较强的阶段，适应性强，活动范围广，不易出现聚集现象，对于鱼类而言，产卵亲鱼、初孵仔鱼及生活史早期阶段、摄食及对外界条件的趋向性等阶段容易出现聚集。根据最佳时空单元中防范对象聚集性群体的特点，采取有针对性的清除控制技术手段，具体清除技术手段见后续实施例有关内容。

防范对象生态调查以文献调研和实地调研相结合的形式来进行。在实地调研中，分别以其生活史的不同发育阶段为一具体研究对象，优选地，通过进行周年调研，掌握物种的生活史及物种在各生长发育过程中对时空变化的响应及对环境的适宜性和耐受性范围，昼夜和周年的活动规律。虽然通过进行非周年调研，也能够得到水生动物的上述信息的一部分，但由于不能覆盖全周期，可能导致结果不准确。在周年调研中，对于全生命周期不超过一年的水生动物，在周年内能够掌握其全生命周期中的上述的信息，避免仅掌握其生命周期中的一部分上述信息。对于全生命周期超过一年的水生动物，对该水生动物的不同年龄段的调研对象分别进行调研，然后，将各年龄段的调研结果综合，从而得到其全生命周期中的上述信息。例如，对于全生命周期为五年的水生动物，在一个周年内分别调研一岁龄、二岁龄、三岁龄、四岁龄、五岁龄的该水生动物，然后，汇总这些不同岁龄的水生动物的调研结果。如此，即使不跨多年地进行调研而仅在一个周年内进行调研，也能够全面地掌握该水生动物的全生命周期的上述信息，同时，能够避免调研时间过长。此外，对于全生命周期超过一年的水生动物，不限于上述调研方法，也可以追踪该水生动物的整个生命周期地进行调研，在此情况下，尽管调研时间较长，但是数据的连续性和准确性更高，以较少的样本即可得到较高的可靠性。

在具体调研技术手段上，物种生态调研可以采用以下的多种方式进行。方式一：通过设置水下摄像机采集水下视频，利用软件或人工方式对水下视频进行分析，得出各物种的生境环境选择结果。方式二：按物理生境进行采样，选择特别典型的单一生境，并用围网包围该单一生境，在该单一生境范围内进行采样并统计，以此得出各物种的生境环境选择结果。方式三：针对多个生境，以无惊扰手段进行点穴式采样，通过对多处采样结果进行统计分析，得出各物种的生境环境选择结果。在时间与频次上，应当在周年中的不同时期均匀进行多次连续采样，每次采样均注意物种在昼夜时空分布的变化规律，并且物种调查与环境调查协同进行，上述方式的目的均是为了得到物种在非干扰情况下连续的的自然分布及变化情况，这也是后续进行物种分布预测(入侵情况分析)、清除方案制定等措施准确性的基础。

根据客观实际需要对有关物种的某些发育阶段对外界理化条件刺激的反应及发生反应的阈值进行研究，此操作的目的是当防范对象与保护物种有重叠现象为人工干预并加大二者时空分离提供数据基础。阈值分析方法可以参考论文《辽河流域鱼类物种与群落现状和潜在状况预测研究》，作者张浩。此处，所谓的阈值是指导致物种产生明显的反应时的该关键环境因子的值，可以包含上限阈值和下限阈值这两者中至少一者。例如，该防范对象能适应一定范围内的水温、溶氧量等环境因子，即，存在上限阈值和下限阈值。此外，例如，该防范对象在高频声波超过某一频率时会被驱离，此时，阈值仅有上限阈值。

防范对象在区域中的源生境与库生境分析。所谓源生境是物种生存的最佳区域，在该区域内物种的出生率大于死亡率，而库生境则并非物种的最佳生存区域，其物种的死亡率大于出生率，该区域物种的存在是依赖于源生境物种的不断扩散补充。该步骤有助于更好的选择最佳集合时空单元，在同等条件下要优先的选择源生境作为防范对象的拦截或清除空间，但是，并不限定于此，也可以考虑其它原因而将处于库生境中的目标作为防范对象。例如，该防范对象虽然在区域中处于库生境状态，但是，其因集中度很高，或与其它保护物种在时空上的重叠度很低而有利于拦截或清除并降低对保护物种的附带伤害，则也可以在上述库生境中实施拦截或清除措施。由此，一方面减少入侵物种的数量，另一方面，有效地抑制该入侵物种扩散到源生境的水体中并继续扩大种群。

防范对象潜在入侵分布预测，具体方法可以参考论文《辽河流域鱼类物种与群落现状和潜在状况预测研究》，作者张浩。对防范对象在具体水域或水系中的潜在分布进行科学预测，对于防范其传播扩散的有效控制是十分必要的，可以有针对性的采用相应的技术手段，以阻断或削减其继续传播扩散能力。具体方法是在防范对象现有分布区与潜在分布区的连接通道上设置“阻清区段”，即利用防范对象趋利避害的生物本能，采用现代驱鱼技术手段(例如声波驱鱼)阻止防范对象靠近和通过，也可通过在水体断面设置网具的方式阻拦防范对象通过——此即为“阻”的技术手段；对于繁殖期的防范对象，因其子一代早期生活史群体体型较小，一般网目无法有效拦截(考虑到水流通过，网目不可能无限小)，其移动方式主要依靠水体流动进行传播扩散，自主规避能力不强，现代驱鱼技术无法达到预期目的，即在“阻”的技术手段无法完全实现技术目的的时候，针对以漂浮迁移为主的群体，需要采取清除技术手段来限制其继续传播扩散——此即为“清”的技术手段。具体操作步骤如下：

确定防范对象现有分布区域，利用驱离拦截技术在适宜的水体通道上将防范对象现有分布区域与未分布区域(潜在分布区)进行隔离；

基于防扩散的目的提出如下概念及有关计算方法:依据所用驱离拦截技术确定可有效拦截防范对象的最小阻隔体型，将此体型及以上的群体称为拦截群体；

确定防范对象由初始受精卵(漂浮卵由初始受精卵开始计算，而粘性卵或沉性卵则由破膜后的初孵仔鱼开始计算)发育到所用驱离拦截技术可有效拦截的最小体型所用的发育时间，在此将此时间段称为此物种最小拦截发育时间，将此阶段的对象统称为此物种清除群体；

依据所在水体的最大流速(V)和最小拦截发育时间(T)及在此时间内拦截群体的自主最远游泳距离(△S)确定清除群体的标准拦截距离(S),即S＝V*T+△S。在该标准拦截距离的下游，设置最小体型阻隔区，即，该最小体型阻隔区在所述防范对象从受精卵发育到最小阻隔体型为止的期间在传播方向上的最远传播距离的下游，优选为最远传播距离附近的下游。由此，能够确保在最小体型阻隔区中的防范对象均可以被拦截。对于清除群体，有两种基本方式可以阻止该群体的扩散，一种是阻拦方式，另外一种是清除杀灭方式。阻拦方式的实现过程是，至少由两组固定的驱离拦截装置对拦截群体进行驱离拦截，且此两组驱离拦截装置之间的距离大于或等于防范对象的标准拦截距离(S)，并称之为“拦截区间”，为实现对清除群体的逐级拦截目的，可在上述拦截区间增设若干个固定驱离拦截装置，在清除群体部分或全部发育为拦截群体后，由一套可移动的驱离拦截装置自拦截区间的末端固定驱离拦截装置开始沿着防范对象扩散的反方向推进，将发育为拦截群体的个体驱离出拦截区间，使之重新回到原有的区域，在实施过程中要注意合理掌握固定驱离拦截装置的暂停与运行，一般在可移动的驱离拦截装置距离固定驱离拦截装置的前端一定距离时，固定驱离拦截装置停止运行，供拦截群体通过，在可移动的驱离拦截装置到达或刚经过固定驱离拦截装置时，该固定驱离拦截装置再次开启运行，并最终达到对防范对象全部群体驱离拦截的目的。清除杀灭的实现方式是根据清除群体选定适宜的清除技术手段，清除技术手段可清除的对象至少包括上述的最小体型以下的防范对象(清除群体)，还可以包括一部分最小体型以上的防范对象，结合清除技术手段的清除效能，确定重复设置的次数和距离间隔，一般在每一个清除技术手段之前均设置有驱离拦截装置，驱离拦截装置和清除技术手段所占有的区间称为“阻清区间”，“阻清区间”的距离与标准扩散距离不一定相等，需要根据所用清除技术手段的清除效果来确定，在阻拦或清除效果非常好的情况下，阻清区间距离可能明显小于其标准扩散距离，在阻拦或清除效果一般的情况下，阻清区间距离可能等于或远大于其标准扩散距离。为保证对拦截群体清除的彻底性，应在满足要求的清除区间距离的基础上额外增加一定的余量。上述两种基本方式可以联合使用。例如，从所述最小体型阻隔区起，利用移动驱鱼装置对防范对象进行驱赶使其向传播方向上的上游移动，同时，从最远传播距离的上游起利用移动驱鱼装置对防范对象进行驱赶，使得所述防范对象因驱赶而出现相对集中。在出现所述相对集中的区域，使用例如电鱼机、围网、刺网等清除装置中至少一者来捕杀防范对象。

需要指出的是，在实际运用中，应当根据实际需要来决定采用“阻”或是“清”或是二者结合的技术手段，同时需要补充的是，在设置“拦截区间”或“阻清区间”的过程中，应当注意规避保护物种的栖息地，并防止对其他生物形成阻截清除，例如可以由两个相对运行状态的超声波驱离拦截装置，在计划的区段彼此分离达到将“阻清区间”内其他物种驱散的目的，然后再依次完成后续布放清除装置的工作。

2.最佳集合时空单元的纯化

最佳集合时空单元纯化的目的是为了进一步提高对防范对象清除的针对性和进一步减小对非目标生物的附带损伤。进行最佳集合时空单元的纯化时，需要考虑的主要有水文(水深、水流速度)、生活水层、物理生境、重叠的环境因子的识别、共有影响因子的各自适用范围，在此基础上，排除共有的范围。

自然环境下的物理生境有时是单一的，有时是多样的。每一个物种对环境条件具有最适范围和耐受范围(即源生境与库生境)，对于空间环境有多项选择的条件下，物种趋利避害的本能要求下，物种往往优先选择最佳环境条件，当空间环境不具备选择条件时，则物种只能被动性的接受耐受环境。为了提高清除的针对性，降低对其他物种(保护物种或不易恢复物种)的损伤，需要对最佳集合时空单元进行纯化，即按照目标生物的最佳生态位需求，在空间面积适宜的情况下，对物理生境进行改善，以增加对目标生物的吸引性，此外，也可以同时按照其他生物(或仅限于保护物种或不易恢复物种)的生态位需求，在最佳集合时空单元周围添加或改善相应的物理生境，以增加对其他生物的吸引，使其他物种从最佳结合时空单元中剥离。在结构关系上，将与最佳集合时空单元水体物理生境差异最大的物理生境与之衔接，以降低目标生物对其他生境的扩散。在最佳集合时空单元纯化时，如果自然条件无法满足时，可以借助人工手段进行完成，例如水流有要求的，在调整河流横截面积的情况下，依然达不到最佳要求时，可以使用水泵在一定范围内调整水流。

针对水生入侵动物早期生活史或以漂浮为主的小型入侵动物，上述最佳集合时空单元的纯化主要是根据生物“趋利”的本能进行，也可以根据生物对外界环境压力“避害”能力的差异，进行最佳时空单元的纯化，或者从“趋利”与“避害”两方面同时实施。现以“避害”能力差异为例进行具体说明，在不适条件下，鱼类(包含其他水生动物)不同发育阶段的反应能力不同，在受精卵阶段，无自主移动能力(漂浮卵随水体漂浮，黏性卵或沉性卵相对静止)；初孵仔鱼虽具有初步移动能力，但是游泳速度、持续时间等与非早期生活史阶段鱼类相比差距较大；非早期生活史阶段鱼类则在面临不适环境条件下则可以迅速游走规避。根据此规律，在防范对象早期生活阶段发生的时间与空间中任何一个要素与其他生物(狭义上可仅指保护物种)的早期生活发生的时间或空间存在差异的情况下，可以利用人工干扰技术(例如声波驱离)将其与其他物种进行分离，达到最佳集合时空单元纯化的目的。需要补充的是，微小型鱼类如果在环境干扰压力下的逃逸能力与区域内其他物种(狭义上可仅指保护物种)的逃逸相比同样存在较大差距的情况下，其同样适用此分离纯化方法。该过程的具体装置与实施方法可参见实施例12和以主动游泳能力相对不强的食蚊鱼(Gambusiaaffinis)为例进行具体介绍的实施例13。

针对具备主动游泳能力的水生入侵动物，相对聚集的时空或最佳集合时空单元可以通过如下方法来获得。入侵动物一般对环境的适应能力与耐受能力同本地物种相比具有更强的竞争优势，在其具备主动游泳能力以后其分布通常取决于食物分布的影响。当水生入侵动物的食物在区域内广泛分布的情况下，对于生长育肥阶段的水生入侵动物来讲，在自然情况下一般很难找到该生长发育阶段生物群体的最佳集合时空单元，而该阶段的时间在其整个生活史中的时间占比又往往比较大，鉴于此，提出一种对该阶段群体进行人工集合聚集的技术方法。其基本过程为：第一，首先筛选出防范对象对某一或某些环境因素的适应或耐受能力与区域内其他物种(狭义情况下仅考虑保护物种或不易恢复物种)的耐受能力相比有显著优势的环境指标(例如对水体溶解氧的耐受差异，对水温的耐受差异，对水体盐度的耐受差异等)，并根据上述优势差异选定或人工营造一个适宜防范对象自由活动而其他物种有明显逃避的区间；第二，同时作为可添加的技术要素，增添一些对目标生物有明显吸引作用而对其他物种(狭义上可仅考虑保护物种或不易恢复物种)在上述区间环境下无吸引作用的人工手段(例如：对目标生物有吸引作用的声波或能够有效吸引目标生物摄食的人工饵料或自然饵料等)以增大对目标生物的吸引；第三，在此基础上，利用对防范对象具有驱赶作用的移动驱鱼设备将一定区域内的作为防范对象的生物向上述区间内进行驱赶聚集，以实现目标生物的聚集，该移动驱鱼设备具备移动平台和产生声波、光波、气泡幕等的单元，此处，为了避免对保护物种的伤害，驱赶时应当避开处于产卵期的保护对象；第四，移动驱鱼设备停止运行，以供非目标生物(特别是保护物种或不易恢复物种)有效从上述区间环境内逃出，同时在必要情况下，可添加对目标生物有吸引作用的人工技术手段，以延长其停留时间；第五，确认防范对象及非目标生物在上述区间内的存在情况，是否达成了防范对象的集中及非目标生物的逃出；第六，在达成了防范对象的集中及非目标生物的逃出后，对区间内的目标生物进行有效围堵，可用的技术方法有移动驱鱼设备再次启动或使用网具(例如围网、刺网)围拦，也可以分割水体，截断水体的交换能力；第七，对目标生物的有效清除，清除方法可以是电鱼机电击捕杀、围网或刺网捕获等有效捕杀方法，或者依靠自然的水体蒸发或人工方法，改变水体的理化条件，超出防范对象的耐受能力，达到清杀的目的。在必要的情况下，利用阻断装置来降低或者彻底阻断最佳集合时空单元与外界水体之间的水体交换能力。该技术方法以尼罗罗非鱼为例，进行了具体说明，详见实施例14。

3.制订整体管控实施方案

在此过程中，就是确定如何将上述内容如何具体实施，具体包括防范对象现有分布确定与潜在分布的预测，并确定“阻清区段”的具体实施内容与实施方式；根据区域内基础生态调研和防范对象的专项调研结果及对防范对象的具体管控目标，最终确定防范对象最佳集合时空单元的时间与空间区间及其纯化方法和目标群体的阻拦清除手段和阻拦清除效能，并最终形成针对防范对象的整体管控实施方案。需要补充的是，在防范对象连续分布区域空间较大的情况下，可以考虑采用人工隔离手段(例如拦网、声波、气泡幕等)将大区域分割为若干个小区域，降低其种群信息交流能力和繁殖速率，并最终各个击破。还可以在防范对象所在的具体区域的外周，设置多道拦截装置(例如拦网、声波、气泡幕等)，各道拦截装置之间隔开预定的距离。通过设置多重拦截装置，确保到达最外部的拦截装置处的防范对象体型成长到大于网目、或者成长到能够规避声波、气泡幕等，由此，实现可靠的拦截。在拦截水生动物中，一般拦截其漂浮性受精卵的难度较大，而孵化后的群体，随着体型的增大及主动游泳能力的增强，拦截的难度则逐步降低，因此，在清除方案对于预定体型以上的所述防范对象进行清除的情况下，提出基于清除目的防扩散拦截概念与有关计算方法：依据所用清除技术手段(可以是多重技术手段联合使用)确定可清除最小体型，计算其初始受精卵(漂浮卵由初始受精卵开始计算，而粘性卵或沉性卵则由破膜后的初孵仔鱼开始计算)发育到可清除最小体型所用的时间(t)，根据所在水体的流动速度(v)及在此时间内其自主游泳距离(△s)，最终得出清除最小体型的拦截距离s＝v*t+△s；然后，计算得出拦截最大通过体型，具体而言，首先确定防范对象的最小繁殖体型(可以繁殖下一代时的亲体下限体型)，在防范对象到达清除装置时应确保其体型小于最小繁殖体型，基于此最小繁殖体型，计算拦截装置允许通过的最大体型即为拦截最大通过体型，进一步确定有效的拦截技术手段以及清除技术手段与拦截技术手段两者之间的距离。即，根据清除方案能够清除防范对象的最小清除体型，确定防范对象从初始受精卵发育到最小清除体型时在传播方向上的传播距离，在传播距离的位置实施清除方案；根据防范对象的最小繁殖体型，确定在传播方向的清除方案的上游实施拦截方案时允许防范对象通过的最大通过体型、及拦截方案的实施位置，使得通过拦截方案的最大通过体型的防范对象在到达清除方案之前不会成长到最小繁殖体型以上。

在制定整体管控实施方案时，作为极特殊的情况，如果防范对象在区域内无法找到最佳时空单元，其各阶段均与区域内的保护物种始终共存且人工纯化手段不能有效实现分离，可以从防范对象的入侵程度来具体决定。假如防范对象在区域中局部分布，防范对象仅局部地对保护物种产生影响的情况下，同时在一定时间内未被侵入的时空空间可以有效的支撑被影响的保护物种的健康存活，且未被干扰的保护物种群体数量远在保持种群存活的最小种群数量之上，在此情况下，不再考虑清除技术手段对施用时空下的保护物种的影响而是依据所允许的时间确定清除效能及时间与空间区间；更进一步的，假如防范对象在区域内全面入侵，应当考虑对有影响的保护物种的迁移保护，在清除目标达成后，进行保护物种的种群迁入与重建，此方法最好有稳定的人工繁育技术做支撑。作为另外一种情况，如果防范对象属于入侵初始期，其又是入侵威胁非常大的物种，在其所占据的空间有限且对其他物种的整体影响非常轻微的情况下，可以考虑将防范对象的全部空间作为最佳集合时空单元，并进行彻底清除。

4.阶段性评估及方案的调整

在实施了整体管控方案之后，也可以选择性地进行实际效果评价与修正，评价指标如下：

在清除方案采取后，处于最佳集合时空单元的防范对象的物种数量占比是否有所降低，并且在清除方案实施后，对应世代及以后的个体减少是否有良好的时间对应性。

其他物种的个体数量密度是否出现降低情况，是否与本方案中所采取的技术手段有关；

可以根据上述的实际评价效果，进一步修正本发明的定向清除方法和装置，并在必要条件下，注意恢复在方案中附带损伤较大的其他物种，对其实施增殖放流，定向恢复其群体数量。

以上，说明了本发明的定向控制水生动物群体数量的方法的主要步骤，下面，根据实施例来更具体地说明该方法的实施。

实施例1

图2示出了本发明的防范对象的最佳集合时空单元的一个例子。图2中的生物A、B、C为同一保护区域或水体中的其他保护生物，生物D为作为本发明的防范对象的入侵鱼类。图2中横轴表示4种水生生物的时间上的生活史，纵轴表示卵或仔稚体的集中存在度。更具体而言，在本实施例1中，关于入侵鱼类D，图中水平横线表示在整个时间轴范围内在产卵场内其卵及仔稚体的水平基本保持不变，处于可以集中清除的发育状态。举例说明这样的入侵鱼类D，尼罗罗非鱼是暖水性热带鱼类，在水温16-40℃的水中均能生存，其最适生长温度为24-32℃；繁殖的最低温度为19-20℃，最高为38℃，繁殖的最适温度为24-32℃；当水温升高到42℃以上时，呼吸加快，长时间浮于水面；当水温下降至14℃时，鱼群则躲藏在水底，很少游动，也不摄食；当水温下降至9℃时，就会致死。假设本例中的入侵鱼类D为尼罗罗非鱼，防控水体中的水温始终保持在20-38℃的范围内，因此，在该水体中的产卵场始终会存在其仔稚体。关于保护生物A、B、C，在图中以曲线表示其在该产卵场中处于需要保护的状态。即，本发明中采用的清除手段如果在保护生物A、B、C的图中所示的多维时空通道内工作，则会对保护生物A、B、C产生危害，在保护生物A、B、C的图中所示的多维时空通道外，则不会对保护生物A、B、C产生危害。

在本实施例1中，入侵鱼类D的时空通道的一部分与保护生物A、B、C的多维时空通道存在时间和空间上均重叠的现象，因此，在图中附图标记G、H所示的范围的时空通道的范围内，清除手段不会影响到保护生物A、B、C。因此，在实施例1中，将入侵鱼类D的图中所示的时空通道中的附图标记G和/或H所示的一部分选定为最佳集合时空单元。

实施例2

图3示出了本发明的防范对象的最佳集合时空单元的一个例子。图3中横轴表示4种水生生物的空间上的生活史，纵轴表示卵或仔稚体的集中存在度。如图3所示，在本实施例2中，关于入侵鱼类D，图中曲线D表示在某个时间范围内在产卵场内其卵及仔稚体的分布随着空间而变化。关于保护生物A、B、C，在图中以曲线A、B、C表示其在该产卵场中处于需要保护的状态的发育体随着空间而变化。曲线D所示的入侵鱼类D的时空通道(图中仅示出空间)与曲线A、B、C所示的保护生物A、B、C的多维时空通道(图中仅示出空间)在空间上有部分重叠。在此情况下，如果将入侵鱼类D的整个时空通道选定为进行清除的集合时空单元，则会对保护生物A、B、C产生危害。因此，在实施例2中，将入侵鱼类D的时空通道中的与保护生物A、B、C的多维时空通道不重叠的一部分、且入侵鱼类D的卵或仔稚体的存在集中度达到一定水平以上的空间范围(图中的箭头G、H所示的范围)选定为佳集合时空单元。在此，选择入侵鱼类D的卵或仔稚体的存在集中度达到一定水平以上的空间范围的原因在于，如果入侵鱼类D的卵或仔稚体的存在集中度较低，则即使采取清除措施，清除效率也会较低，成本较高。在此，如果不考虑对保护生物A、B、C的影响，则可以选择G和H之间的空间作为阻清区间，在该阻清区间内，入侵鱼类D的集中度高，阻拦或清除的效率更高。

需要说明的是，基于图2、3说明了在空间上使最佳集合时空单元完全避开保护生物A、B、C的时空通道，但是，不限于此，在最佳集合时空单元仅与保护生物A、B、C的时空通道的局部重叠时，可能保护生物A、B、C受到损害的程度也较小，可能不会导致保护生物A、B、C种群衰退。因此，在本实施例1、2中，也可以使图2、3中的箭头G所示的空间范围向右侧扩展，使其覆盖保护生物A的时空通道的一部分，也可以使图2、3中的箭头H所示的空间范围向左侧扩展，使其覆盖保护生物C的时空通道的一部分，在此情况下，即使清除手段对保护生物A或C有一些清除效果，仍然不会影响其整个种群的正常存在。

实施例3

图4示出了本发明的防范对象的最佳集合时空单元的一个例子。如图4所示，在本实施例3中，在自然产卵场中，保护生物E的时空通道将入侵鱼类D的时空通道完全覆盖，在自然产卵场的范围内难以选出最佳集合时空单元。在此情况下，作为上述的最佳集合时空单元的纯化方法之一，在自然产卵场之外，设置人工营造产卵场，使入侵鱼类D的一部分亲鱼诱导到人造产卵场中，同时，在人工营造产卵场中，实施上述的人工技术方法改造生境，使得保护生物E不易于进入该人工营造产卵场中。另外，除了上述的人工技术方法改造生境之外，也可以在自然产卵场中采用超声波、电流、拦网、改变水流、水质、水深等主动分离手段，将入侵鱼类从自然产卵场驱离，使其大部分或全部容易集中到人工营造产卵场中，同时，也可以使保护生物留存在自然产卵场中。另外，在入侵鱼类D与保护生物E产卵亲体存在体型差异时，还可以在人工营造产卵场中采用网具拦截。由此，在自然产卵场中，入侵鱼类D的卵/仔稚体的集中存在度降低，如图中虚线所示，同时，在人工营造产卵场中，入侵鱼类D的卵/仔稚体的集中存在度较高，适于采用清除装置集中地进行清除。此外，人工营造产卵场的大小需根据调查结果来决定，更具体而言，在人工营造产卵场进行清除时能够保证使入侵鱼类D的种群达到衰退倾向。

在图4所示的自然产卵场中，可以根据保护生物E对外界理化条件刺激的反应及发生反应的阈值来采取人工手段，干预保护生物E的进入。例如，在保护生物E对于某一频率的声波反应强烈，而入侵鱼类D对于该频率的声波无强烈反应时，可以在该自然产卵场中施加该频率的声波，由此驱逐保护生物E，实现在该自然产卵场中的最佳集合时空单元的纯化。此外，在保护生物E的亲体的体型较大、而入侵鱼类D的亲体的体型较小的情况下，也可以在自然产卵场中设置拦网，将保护生物E的亲体拦截在该自然产卵场之外。而且，为了维持保护生物E的正常繁衍，可以同时营造适于保护生物E的人工生境，并在该人工生境中采取以排除入侵生物D为目标的人工手段。

图5的(a)、(b)、(c)示出了本发明中确定防范对象的最佳集合时空单元的方法的一个例子。参照图5的(a)，虚线包围的区域O表示防范对象在时间及空间上的分布，按照O1、O2的顺序防范对象的分布密度逐渐降低；实线包围的区域P表示保护对象在时间及空间上的分布，按照P1、P2的顺序保护对象的分布密度逐渐降低。区域O2与保护对象的高、低密度区域P1、P2均重叠，若将区域O2作为最佳集合时空单元，则很可能对保护对象的影响较大，另外，区域O2的范围较大，其覆盖的大部分范围中防范对象的密度较低，导致清除装置的费效比较高，因此不合适。区域O1中防范对象的密度较高，且仅与保护对象的低密度区域P2略有重叠，若将区域O1整体作为最佳集合时空单元，则可以具有一定的清除效果且对保护对象的影响较小，因此，可以作为最佳集合时空单元的选择之一。区域O1中防范对象的密度较高，从费效比考虑是最优，但仍有可能影响保护对象，因此，可以考虑将区域O1的局部作为最佳集合时空单元。例如，如图5的(b)所示，仅将区域O1中不与区域P2重叠的部分中的局部(图中区域P2右侧的粗实线所包围的部分)作为最佳集合时空单元，由此，避免了对保护对象的影响。另外，也可以如图5的(c)所示，将区域O1中不与区域P2重叠的部分整体(图中使区域O1的左侧边缘的局部向右侧凹进的由粗实线包围的凹形部分)作为最佳集合时空单元。与图5的(b)所示的例子相比，图5的(c)中的最佳集合时空单元的清除效果更好。对于上述的多种选择，可以根据对防范对象的管控目标，并基于所采用的防控技术手段的效能，从对目标生物的阻拦或清除效能和对区域内其他物种(保护物种或不易恢复物种)附带损伤两方面寻求最佳平衡，确定合理的时间与空间区间(即选择哪一种时空区间)，对该防范对象处于此特定发育阶段的群体采取清除或限制措施。

以上仅举出声波驱逐、拦网拦截来说明最佳集合时空单元的纯化，但不限于此，只要是能够实现保护生物和入侵鱼类的分离的人工手段即可。此外，最佳集合时空单元的纯化也不限于上述说明的产卵阶段，产卵阶段仅是优选之一，根据不同的防范对象本身的生活史的特点，可以选择防范对象的生活史中任何有利于阻拦或清除的阶段。

需要说明的是，在上述实施例1-3中，仅例举了保护生物A-E来进行说明，但是，选定防范对象的最佳集合时空单元时要考虑的保护生物的种类不限于这几种，也可以根据实际情况增加或减少。

另外，在上述的实施例中，举例说明书了最佳集合时空单元是根据产卵场确定的，但是，不限于此，入侵鱼类的生命周期的各成长阶段只要具有相对集中现象，就可以根据实际条件适当地选择为最佳集合时空单元。

另外，在上述的说明中，假设了防范对象仅为一种生物的情况，但不限于此，也可以将2种以上的生物作为防范对象，并与上述同样地逐一确定最佳集合时空单元。

实施例4

在本发明中，根据最佳集合时空单元中防范对象集合群体的发育特点，对应地采用适宜的定向清除方法和装置。

以卵生型鱼类繁殖为例，根据其产卵类型而大体上可分为漂浮卵型鱼类和黏性卵鱼类。漂浮卵也称为浮性卵，形状较小，产出后浮在水面，随波逐流漂浮发育。黏性卵也称为沉性卵，形状较大，产出后沉在水底部各种基质上发育，不少沉性卵在卵膜外还有一层胶膜，遇水后产生黏性，用于黏着在水草、卵石、礁石沙底、泥底等上发育。根据防范对象产卵类型的不同，采取的定向阻拦或清除方法和装置有时存在一定区别，也有一些定向阻拦或清除方法和装置可以通用。图6示出实施例4的清除装置。实施例4中的清除装置1包括泵2。泵2用于加速水流速，使得卵和/或仔稚鱼随着水流而流动。在卵和/或仔稚鱼通过泵2时，泵2内的高速水流或叶片将卵和/或仔稚鱼挤压、切割，从而破坏，达到清除目的。

泵的开启、关闭对应产卵的时间节律以及清除目标的卵或仔稚体对应水层。

对于泵的设置，对比水体中防范对象的存在情况与单一泵吸后水体中防范对象的存在情况，确定泵的功率大小、泵吸水流速大小。另外，根据防范对象不同发育阶段的泵吸影响，确定最佳的泵功率大小、泵吸水流速大小。

此外，如图6所示，为了进一步确保清除效果，可以在泵2的下游追加切割装置3，切割装置3的内部包括切割工具，切割工具例如可以是叶片。利用切割装置3将未被泵2破坏的卵和/或仔稚鱼破坏。

此外，图6中示出了设置泵的通道的直径在水流方向的上下游方向上相等的例子，但是，作为变形例，也可以是，水流方向的上游侧的通道的直径较大，随着朝向水流方向的下游去向泵2，通道的直径逐渐变小，由此，能够利用通道的直径变化来加大清除效能。

此外，也可以是，在设置泵的通道的上游侧部分，进一步设置拦截手段。拦截手段可以是声波发生器，由此，利用保护对象对声波的响应，使其远离清除装置，避免伤及保护对象；或者拦截手段可以是拦截网，其网目根据保护对象的体型大小来确定，拦截网也可以是多道，网目的大小从水流方向的上游侧向下游侧逐渐变小；也可以是声波发生器和拦截网的组合，声波发生器对于主动游泳能力较强的保护对象的阻隔效果较好，拦截网对于主动游泳能力较弱而无法摆脱水流束缚的保护对象的阻隔效果较好。

本实施例4中的清除方法和清除装置尤其对漂浮卵型防范对象早期生活史阶段群体及黏性卵型防范对象初孵仔鱼阶段群体的清除。

实施例5

图7示出实施例5的清除装置。实施例5中的清除装置1包括网箱4，在网箱4内放养捕食者5。

捕食者5是基于食物链和最佳集合时空单元环境条的适应性而选择的，是以防范对象最佳集合时空单元下的集合群体为捕食对象的生物，考虑到防范对象在产卵和初孵仔鱼阶段一般分布较为集中，在此情况下，其清除效果更好，在此以目标群体为受精卵、初孵仔鱼为例作进一步说明。优选捕食者5以防范对象最佳集合时空单元中的集合群体为捕食对象，且在自然随机选择情况下，对防范对象集合群体的喜好性更强，同时，其捕食活动时间与防范对象集合群体出现时间相匹配，即，捕食者5的捕食时间与目标群体出现时间相对应，捕食者5的生存环境与防范对象目标群体分布环境相同或相似，其在最佳集合时空单元内具有良好的适应性和清除技术效果。需要说明的是，捕食者5不限于是鱼类，可以是任何捕食防范对象的卵和/或仔稚鱼的水生生物，例如两栖动物、甲壳类、禽类(例如家鸭、涉水禽鸟)。

捕食者的选择有两种，一是选择本地捕食物种；二是选择其他外来入侵物种，并加以改造。两者各有优势，选择本地捕食生物，不用考虑其逃逸后的生态风险，而且更容易进行生境嵌入；选择其他外来入侵物种的优势是，一般入侵物种耐受性较强，摄食量大等优点，但是不足是，在未加处理的情况下发生逃逸会存在生态安全风险。

网箱4用于容纳捕食者5，防止捕食者5逃逸并将其限制在最佳集合时空单元内。能够通过计算和试验来确定在产卵场内的网箱4的位置及数量、单一网箱4内的捕食者的投放数量，从而确保对防范对象卵、仔稚鱼的捕食效率，确保达到清除目的。网箱4的网目根据捕食者5的体型大小、防范对象亲体的大小来决定，使得捕食者5无法逃逸，同时，防范对象亲体可以穿过网眼自由进出。

网箱4的投放数量及密度依据防范对象的卵和/或仔稚鱼在水体中的主要分布来决定。

尽管图7中示出了将网箱4和泵2、切割装置3组合使用，但是，不限于此，网箱4可以单独使用。在组合使用的情况下，能够进一步提高清除效率。而且，不限于采用网箱来投放，也可以采用直接在水体中设置围网并投放捕食者等其它方式。

本实施例6中的清除方法和清除装置对于小型漂浮型群体(包括漂浮卵、初孵仔鱼及主动游泳能力不强的小型鱼类)均可适用。

实施例6

图8示出实施例6的网箱4的结构示意图。单个网箱4是模块化网箱，包括底箱体41、箱盖42、以及位于底箱体41与箱盖42之间的图中虚线所示的伸缩体43。底箱体41为具有开口(图中示出开口在上方，也可以在其他位置)的盒体结构，其中容纳水和捕食者5，经由开口取出或放出水和捕食者5。箱盖42用于在运输过程中与底箱体41配合以形成封闭空间，防止水溢出，确保捕食者5在封闭空间中生存，同时，使得网箱4的体积较小，便于运输。伸缩体43为可以展开和收起的软体网具，其将底箱体41和箱盖42连接，但不限于一直与底箱体41和箱盖42成为一体，也可以是分体结构，在使用时将三者组装起来。在运输过程中，伸缩体43收起或卸下，底箱体41和箱盖42配合形成封闭空间，在上述的最佳集合时空单元中，可以选择性地向上下左右方向中的一个或多个方向展开伸缩体43，形成网箱4，多个模块化网箱可以相互组合，达到目标投放数量和投放密度。

作为变形例，伸缩体43有底和/或有顶从而构成封闭形状，并可以与底箱体41及箱盖42分离，在投放到最佳集合时空单元中时仅使用网箱4，使得展开后的网箱4的上下表面也由网具构成。

需要说明的是，本发明中的网箱4的结构不限于图8中的结构和上述变形例说明的结构，也可以不是模块化的结构，而是在保护区域组装起来的结构。

另外，网箱的结构也可以根据实际需要来决定，例如，在设置在水下时，需要采用全封闭结构，但在捕食者5是家鸭等禽鸟时，需要设置在水面附近，可以使上方敞开。

实施例7

一些捕食者5本身是可能对保护区域或水体的生态带来危害的入侵品种。在实施例5或6中，为防止其在应用过程中出现繁殖，繁殖幼体逃逸的现象发生，可以选择单一性别或性腺未成熟个体，为了限制捕食者5逃逸扩散，将其投放在网箱4中，在实施例7中，为了进一步降低捕食者5逃逸扩散的风险，除了应用网箱4之外，还可以对捕食者5采取绝育措施。这样，即使捕食者5意外地逃逸，也不会生产子代捕食者，对保护区域或水体的生态的危害有限，且随着时间推移，逃逸的捕食者会消亡，影响消失。具体的绝育措施包括以下的至少一种：手术阉割，适用于体型较大的鱼类；化学阉割，采用蛋白变性的药物，加麻醉药、抗炎药，以局部用药的方式，将上述药物投送到该物种的生殖腺，优选适用于体型较大的鱼类。此外，还可以实施追踪回捕，在捕食者身上安装追踪器，监控其活动范围，当其活动范围超出最佳时空集合单元时，根据定位结果将其捕捉并放回到最佳时空集合单元中。上述的实施例6、7中的各种防备捕食者5逃逸扩散的措施可以单独使用，也可以组合使用。

实施例8

上述实施例4-7中，针对防范对象的卵或仔稚体采取了多种定向清除装置和方法，在实施例8中，追加针对幼鱼以后的生活史中的防范对象的清除措施，例如，捕捞、导入捕食者、网具拦截、电网拦截、超声波驱赶等。捕捞、导入捕食者可以直接灭杀幼鱼、成鱼、亲鱼，网具拦截、电网拦截、超声波驱赶等手段虽然不直接灭杀，却能够将亲鱼驱离产卵场，使得亲鱼不产卵、或者在不合适环境中产卵从而无法孵化，由此，仅扰乱防范对象的生活史中的一部分环节，经过多个世代，也能够达到定向清除目的。

实施例9

在实施例10中，考虑到捕食者5的环境适应性，而将网箱4分多层布置。具体而言，不同种类的捕食者5能够适应的水深存在差异，在将容纳了捕食者5的网箱4设置在不匹配的水深时，可能导致捕食者5死亡或者不适或者拒绝摄食，从而定向清除措施变得徒劳。因此，在实施例10中，根据入侵鱼类的卵或仔稚体在水体中的存在水深，分多层布置网箱4，并将适于浅水的捕食者5容纳在浅层的网箱4中，将适于深水的捕食者5容纳在深层的网箱4中。

此外，各网箱4之间相互隔离，一方面，避免捕食者5自由移动而变得分布不均匀，导致清除效率不稳定；另一方面，避免多种捕食者5之间存在捕食关系，造成捕食者5数量减少，影响清除效果。

实施例10

在自然产卵场中，有时采用上述的定向清除方法和装置存在困难或者阻碍因素，例如，交通不便、障碍物、能源、入侵鱼类的时空通道与保护生物的时空通道无法错开等。

在自然水体环境、或人工水体环境中，通常存在作为入侵动物的入侵鱼类的产卵场，有时可以将上述各实施例中的清除装置布置在已有的产卵场中。然而，有时在已有的产卵场中布置清除装置存在困难，例如，交通不便、障碍物、输电困难、入侵鱼类的时空通道与受保护生物的时空通道无法错开等。在此情况下，可以考虑采用人工营造产卵场。人工营造产卵场具有模拟入侵鱼类的产卵环境的结构，例如模拟水流速、水温、水深、透明度、水草、卵石、岩石、沙底、泥底、饵料等多种环境因素。例如，针对黏性卵型入侵鱼类，如果通常其卵粘附在卵石上，则可以模拟其产卵环境而构造人工营造产卵场，并且，可以将卵石布设在网箱4中，诱导入侵鱼类产卵，使得捕食者5可以清除其卵和/或仔稚体。针对漂浮卵型入侵鱼类，可以人工制造局部水流以形成人工营造产卵场，诱导入侵鱼类产卵，并在该人工营造产卵场中投放网箱4，使得捕食者5可以清除其卵和/或仔稚体。由此，可以达成上述的最佳集合时空单元的纯化，可以减轻清除装置对保护生物E的伤害程度。

实施例11

粘性卵通常具有附着性，因此，可以利用该特性，在最佳集合时空单元中设置供黏性卵附着的承载物，例如网状材料、线材等，使得黏性卵在佳集合时空单元中进一步集中。在此基础上，网状材料或线材可以采用导电材料制成或者包含导电材料，每隔一定时间而附着了较多量的黏性卵时，进行通电，利用电流来破坏黏性卵的活性，达到清除目的。此外，针对网状材料，也可以采用扭转或挤压等方式从而对附着于其上的黏性卵施加外力，达到破坏目的。

实施例12

实施例12提供一种以防范对象早期生活史群体或主动游泳能力不强的小型鱼类为目标的通用型高效清除装置与方法，其具体构成包括非目标群体驱离或分离装置，针对粘性卵的剥离装置，针对漂浮群体(包括剥离后的粘性卵、漂浮性卵及主动游泳能力不强的初孵仔鱼和小型鱼类)的抽吸破碎装置，使漂浮群体的致晕致死装置及与之匹配的抽吸口，以及使上述集合装置可以移动作业的搭载平台。

非目标群体驱离或分离装置可以是常用的驱鱼技术，例如声波驱鱼，在利用该技术手段时，应当以区域内防范对象以外的物种特别是保护物种为研究对象，分别确定各物种有效的驱离波形、大小和频率的范围，同时，为防止生物对声波干扰出现生物的适应性，一般最终输出的是宽频带复合声波，且每次声波发射的能量大小在达到驱鱼效果的范围内采用随机模式，以防生物产生适应性或耐受性，另外一种分离方式可以是网具隔离拦截，在目标群体可通过与非目标群体不可通过之间确定一个较佳的网目尺寸。

粘性卵的剥离装置可以是利用高压水枪喷射进行粘性卵的剥离；可以是利用超声波空化效应实现对水体中粘性卵的清洗剥离；也可以是利用空化射流技术实现对水体中粘性卵的清洗剥离，即人为地使水射流束中产生高密度空化泡，利用大量的空化泡在物体表面局部微小区域溃灭产生的强大微射流冲击力而达到清洗粘性卵的目的；也可以是人工喷砂处理技术对粘性鱼卵进行清洗或致死作业，作为该技术使用的一种补充，在应用该技术之前，应当对其所喷砂质进行淘洗，去除直径在100nm及以下的砂质，以防在应该过程中，所喷砂质形成胶体造成水体混浊污染环境。因为粘性卵的粘度系数与物种种类及在水体中的孵化时间等因素有关，因此在应用上述技术时，应当根据目标对象的特性具体设定各方法的合理的参数。在此需要指出的是，当粘性卵从粘附体上剥离后，因脱离原来适宜的孵化环境，即可使其致死，为了使清除的效果更彻底，可以增添后续抽吸破碎的操作，以便更进一步的对目标群体进行杀灭。对于其它粘附性生活的水生生物例如福寿螺等，也可以同样视为黏性卵进行处理。

漂浮群体的抽吸破碎装置采用抽吸泵抽吸处于漂浮游离状态下的目标群体，在抽吸之后对其目标群体进行破碎的一套装置，作为补充，在抽吸口处，可以设置有网目阻拦装置，防止有非目标群体或物质的进入，起到对非目标群体的隔离和对本机械装置的保护。

致晕致死装置主要是利用电鱼机的工作原理，对目标群体进行电击致晕致死的过程，此装置应用的一个前提是需要对除防范对象以外的物种进行驱离，使之远离致晕装置的工作空间，应用该装置的优点是，对于漂浮阶段的目标群体，其活动的是场所一般是一个立体的空间，并且在鱼类保护色的掩护下，在清除作业中不易被发现，在增添此装置之后，因鱼类在电晕或电死之后一般都是浮于水面，至少暂时性失去移动能力，且此时鱼类不能保持自然状态使保护色失去掩护作用，更加易于发现和清除。在应用此装置时，与之配合的抽吸破碎装置的抽吸头应当是一个条形缝隙结构，在使用时以最大能力的抽吸浮于表层的目标群体。该装置也可单独使用，在大功率条件下直接使目标群体致死，从而替代抽吸破碎装置。

搭载平台可以是人工便携式，一般适用于溪流浅水区域；也可以是有人直接驾驶或借助人工遥控操作的船舶，该类一般适用于大水面或人工不便涉入的水体。

以防范对象早期生活史群体或主动游泳能力不强的小型鱼类为目标的方法包括以下步骤。调研防范对象早期生活史阶段发生的时间和空间中的相对集中、以及与区域内其他物种特别是保护物种早期生活史发生的时间或空间中的差异，确定防范对象早期生活史在区域中单独出现的时间与空间的结合，即防范对象早期生活史的最佳集合时空单元；上述装置在移动平台的作用下，在作业环境中实现有效移动，其与目标群体的相对速度要保持在合理的范围内，以便有效实现对目标群体的有效清除作业，并根据具体目标群体选择合适的装置或多个装置的配合使用；利用驱离或分离装置驱散或隔离非目标群体，以便实现对目标群体的定向清除，即实现最佳集合时空单元的纯化；针对产卵类型为粘性卵的鱼类，在对其受精卵进行清除时，使用粘性卵的剥离装置，使之从粘附体上剥离，从而脱离原来适宜的孵化环境，即可使其致死，为了使清除的效果更彻底，可以增添后续抽吸破碎的操作，以便更进一步的对目标群体进行杀灭；针对包括剥离后的粘性卵、漂浮性卵及主动游泳能力不强的初孵仔鱼和小型鱼类等漂浮群体使用抽吸破碎装置，进行杀灭，也可以使用致晕致死装置对上述目标群体进行致死作业，也可以在致晕致死装置的作用下，使上述目标群体浮于水体表层，并用条形缝隙结构的抽吸头，抽吸浮于水体表层的目标群体，并最终进行破碎处理，实现更进一步杀灭的目的。

实施例13

食蚊鱼(Gambusia affinis)是一种被多个国家和组织列为入侵物种，更入选国际自然保护联盟(IUCN)物种存续委员会的《世界百大外来入侵物种》。该物种的入侵导致许多土著水生生物濒危，在我国食蚊鱼对同为小型鱼类的唐鱼(Tanichthys albonubes，中国国家Ⅱ级保护野生动物)具有重要的生态威胁。据李江涛等(《饥饿对食蚊鱼和唐鱼幼鱼能量物质消耗及游泳能力的影响》，应用生态学报，2016年1月第27卷第1期)的研究表明，食蚊鱼与唐鱼在游泳能力方面具有显著差异，且唐鱼的游泳能力优于食蚊鱼，而闫冠杰(《鲤科鱼类形态及游泳能力的种间比较》重庆师范大学硕士学位论文，2012)与丁少波(《大渡河下游典型鱼类的游泳能力测试》水生态学杂志，2020年1月第41卷第1期)的研究进一步表明，自然界水体中的一般鱼类的游泳速度均强于食蚊鱼的游泳速度。

鉴于此，提供一种以食蚊鱼(Gambusia affinis)为目标的高效清除装置与方法，其具体构成包括非目标群体驱离或分离装置，针对食蚊鱼的抽吸破碎装置，使食蚊鱼致晕致死装置及与之匹配的抽吸口，以及使上述集合装置可以移动作业的搭载平台。

非目标群体驱离或分离装置可以是常用的驱鱼技术，例如声波驱鱼，在利用该技术手段时，应当以区域内防范对象以外的物种特别是保护物种为研究对象，分别确定各物种有效的驱离波形、大小和频率的范围，同时，为防止生物对声波干扰出现生物的适应性，一般最终输出的是宽频带复合声波，且每次声波发射的能量大小在达到驱鱼效果的范围内采用随机模式，以防生物产生适应性或耐受性，另外一种分离方式可以是网具隔离拦截，在目标群体可通过与非目标群体不可通过之间确定一个较佳的网目尺寸。

食蚊鱼的抽吸破碎装置采用抽吸泵抽吸游泳能力不强的食蚊鱼群体，在抽吸之后对其进行破碎的一套装置，作为补充，在抽吸口处，可以设置有网目阻拦装置，防止有非目标群体或物质的进入，起到对非目标群体的隔离和对本机械装置的保护。

致晕致死装置主要是利用电鱼机的工作原理，对食蚊鱼群体进行电击致晕致死的过程，此装置应用的一个前提是需要对除防范对象以外的物种进行驱离，使之远离致晕装置的工作空间，应用该装置的优点是，对于漂浮阶段的目标群体，其活动的是场所一般是一个立体的空间，并且在鱼类保护色的掩护下，在清除作业中不易被发现，在增添此装置之后，因鱼类在电晕或电死之后一般都是浮于水面，至少暂时性失去移动能力，且此时鱼类不能保持自然状态使保护色失去掩护作用，更加易于发现和清除。在应用此装置时，与之配合的抽吸破碎装置的抽吸头应当是一个条形缝隙结构，在使用时以最大能力的抽吸浮于表层的目标群体。该装置也可单独使用，在大功率条件下直接使目标群体致死，从而替代抽吸破碎装置。

搭载平台可以是人工便携式，一般适用于溪流浅水区域；也可以是有人直接驾驶或借助人工遥控操作的船舶，该类一般适用于大水面或人工不便涉入的水体。搭载平台的作业移动速度以有效清除食蚊鱼为基本原则，在此之下，其速度限制为不会追及其他物种，在狭义上可以仅限定为保护物种，例如唐鱼。

以防范对象早期生活史群体或主动游泳能力不强的小型鱼类为目标的方法包括以下步骤。调研食蚊鱼集中生存的时间和空间，以及与区域内其他物种特别是保护物种早期生活史发生的时间或空间中的差异，确定食蚊鱼在区域中单独出现的时间与空间的结合，即食蚊鱼在区域内的最佳集合时空单元；根据区域内物种存在情况及有效逃逸速度(特别是作业环境中有保护物种存在时)，确定上述装置在移动平台的作用下保持合理的速度以实现有效作业；利用驱离或分离装置驱散或隔离非目标群体，以便实现对目标群体的定向清除，即实现最佳集合时空单元的纯化；使用抽吸破碎装置对食蚊鱼进行抽吸破碎杀灭，也可以使用致晕致死装置对食蚊鱼群体进行致死作业，也可以在致晕致死装置的作用下，使上述目标群体浮于水体表层，并用条形缝隙结构的抽吸头，抽吸浮于水体表层的目标群体，并最终进行破碎处理，实现更进一步杀灭的目的。需要再次补充的是，在区域中，如果有保护物种的存在，应当对保护物种各发育阶段的逃逸能力与特点进行充分研究，合理选择作业的时间或空间以及具体作业时的设备行进速度，以避免或降低对保护物种的损伤。

实施例14

一种针对尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)早期生活史以后群体进行人工集合聚集的技术方法。其基本过程为：第一，首先筛选出目标群体对某一或某些环境因素的适应或耐受能力与区域内其他物种(狭义情况下仅考虑保护物种或不易恢复物种)的耐受能力相比有显著优势的环境指标。对于该物种，其在盐度和水体溶解氧耐受性方面相对于我国大多数淡水鱼类来讲，均具有显著优势，现以盐度和水体溶解氧为例进行进一步说明，尼罗罗非鱼是一种广盐性鱼类，其在盐度大于15～20‰的水体中依然可以正常活动，而据现有公开资料报道，纯淡水鱼类中鲜有耐盐度超过12‰的物种介绍；在耐低氧方面，该物种在水体溶解氧含量为0.7mg/L时仍能正常摄食，而一般鱼类在水体溶氧为2mg/L左右时(《典型鱼类生存繁衍适宜水文条件与适应阈值实验研究》作者杨庆，华北水利水电大学硕士学位论文，2019年)，就会出现浮头现象。第一，鉴于尼罗罗非鱼耐低氧的生物特点，可以选择或人工营造一处相对封闭且溶氧水平较低的水体作为尼罗罗非鱼最佳集合空间的场所(相对封闭的空间场所的好处是减小水体交换能力，维持空间内水环境的相对稳定性，另外对于后续封闭该空间也较易实现)，空间内的具体水溶解氧水平应根据区域内物种(重点是保护物种)的耐受性差异合理确定；对于尼罗罗非鱼广盐性的特点，对于距离入海口较近的河流或湖泊区域，可以选择入海口的一定区域来作为目标生物的最佳集合空间，需要指出的是，在选定好目标空间后，可以作为补充要素的技术，首先对该空间内的河口性鱼类进行人工驱离，降低对其他物种的非必要清除，对于距离入海口较远的内地，可以选择或人工建造一处相对独立的空间区域，该区域与自然水体的连接通道为狭长型结构，以降低区域内的水体与自然水体的交换速率，并通过人工的技术手段(例如增加水量、减少水量、投入盐等)改变空间区域内的盐度水平，使之达到较佳浓度(具体浓度以本地淡水鱼类不耐受而规避逃逸，尼罗罗非鱼能正常摄食为原则，通常根据实际情况可在12-20‰之间选择)。第二，在尼罗罗非鱼最佳集合空间选定后，为了增加对目标群体的吸引，可以根据其食性特点，在该空间内进行合理投喂，需要指出的是，投喂食物的同时，也会增加水体中氧的消耗，对水体溶解氧水平有一定影响，在具体设计时应提前注意。第三，在此基础上，利用对防范对象具有驱赶作用的移动驱鱼设备将一定区域内的作为防范对象的生物向上述区间内进行驱赶聚集，以实现目标生物的聚集，该移动驱鱼设备具备移动平台和产生声波、光波、气泡幕等有对目标群体有驱逐效果的单元，此处，为了避免对保护物种的伤害，驱赶时应当避开处于产卵期的保护对象；第四，移动驱鱼设备停止运行，以供非目标生物(特别是保护物种或不易恢复物种)有效从上述区间环境内逃出，同时在必要情况下，可添加对目标生物有吸引作用的人工技术手段，例如步骤二中提及的食物吸引或可采用声波吸引，以延长其停留时间；第五，确认防范对象及非目标生物在上述区间内的存在情况，是否达成了防范对象的集中及非目标生物的逃出；第六，在达成了防范对象的集中及非目标生物的逃出后，对区间内的目标生物进行有效围堵，可用的技术方法有移动驱鱼设备再次启动或使用网具(例如围网、刺网)围拦；第六，对目标生物的有效清除，清除方法可以是电鱼机电击捕杀、围网或刺网捕获等有效捕杀方法。此方法可在一定区域内重复进行，以保证有效的清杀效果。第七，当区域内的尼罗罗非鱼清除目标实现后，通过增强自然水体与人工营造的高盐或低氧等最佳集合空间场所水体的交换能力或是其他技术手段，恢复水质环境质量。

另外，尼罗罗非鱼在水温方面同我国大多数淡水鱼相比也具有显著特点，分别是对35～40℃水体的耐受性和低于9℃的致死性，也可以根据其对高水温的耐受优势及低水温的耐受劣势，并根据具体的水域物种特点，从正向或反向两个方面分别加以利用，在此不再繁述。

以上，均以定向清除入侵生物为例说明了各实施例，但是，本发明也能够适用于任何以定向清除某一物种为目的的应用，不限于入侵生物，例如，在水产养殖场中为了形成适于所养殖的经济物种的环境而将某种原生物种作为定向清除对象。

实施例15

在本实施例15中，采用对入侵鱼类的卵和/或仔稚体进行收集的收集装置。该收集装置例如是拦截网，设置在产卵场即最佳集合时空单元中或者产卵场附近的下游，该拦截网的网目的大小根据入侵鱼类的卵或仔稚体的大小来决定，不允许入侵鱼类的卵及幼体穿过。通过收集装置，将入侵鱼类的卵和/或仔稚体集中到一起，并利用上述实施例中的清除装置和方法来清除，由此，能够极大地提高定向清除效率，同时，减少定向清除装置的布置范围、数量，从而能够减少成本。对于漂浮卵的入侵鱼类，使用拦截网时的效果尤其明显，因此，可以与上述实施例中的清除装置和方法结合。此装置同样适用于主动游泳能力较弱的其他防范对象生物群体。

7.防范水生动物传播的方法和装置

为了防止防范对象在区域中的空间入侵情况继续扩大甚至借助一些人工通道实现跨区入侵传播的现象，例如在调水工程中防范水生动物跨区入侵传播，本发明采用了以下的方法，包括如下几个步骤中的一部分或者全部。

[确定防范对象或防范类群]

可以通过实际调研或者理论分析确定防范对象。

[确定“阻清区段”位置]

具体方法是在自然水体中，在防范对象现有分布区与潜在分布区的连接通道上设置“阻清区段”，在调水工程中，一般根据实际情况在取水口的前端或取水口或调水工程输水通道中设置，以此实现阻止防范对象继续传播扩散的目的。

[确定“阻清区段”的阻清手段]

即利用防范对象趋利避害的生物本能，采用现代驱鱼技术手段阻止防范对象靠近和通过，也可通过在水体断面设置网具的方式阻拦防范对象通过——此即为“阻”的技术手段，现代驱鱼技术可以是：声波驱鱼、光学驱鱼、气泡幕驱鱼等技术的一种或几种组合。

“阻”的技术手段对于有主动游泳能力的群体较为有效，但是对于防范对象早期生活史或是以漂浮为主要运动方式的小型鱼类因其自主规避能力不强而效果不佳，针对该类以漂浮迁移为主的群体，需要采取“清”的技术手段来限制其传播扩散。

具体“清”的技术手段可以根据具体情况使用包括本专利中实施例4至实施例12中所涉及到的一种或多种组合。需要说明的是，在使用实施例12时，“搭载平台”装置可以选择为固定装置。

例如在调水工程中，为了防范水生动物跨区入侵传播而设置防范对象最小体型阻隔区及/或防范对象仔稚体清除区。图9例示了本发明的定向防止水生动物传播的装置的示意图，如图9所示，在传播通道901的传播方向的上游侧存在初始受精卵区域902，在下游侧设置防范对象最小体型阻隔区903，在该最小体型阻隔区903中设置有拦截装置904。

该防范对象最小体型阻隔区的构成有四种基本类型，类型一：可以是与水流方向垂直或成一定角度的拦截网(防范对象的最小阻隔体型取决于拦截网的网目大小，拦截网的网目大小则根据水体的流速流量所允许的最小值与对防范对象的阻隔效能所允许的最大值所构成的一个数值区间综合得出，需要指出的是，拦截网与水流方向垂直时，水体的流速流量所允许拦截网网目设计的最小值会是最大)。为了减小网目以提高拦截效果，可以减小拦截网网面相对于水流方向的夹角，夹角越小，相同网目的拦截网对水流的阻力越小。类型二：也可以是两面或多面上述拦截网的重复设置，由此网具间构成一个或多个依次排列的隔离空间。类型三：也可以是在水体中与水流方向垂直的、水平、竖直或者成一定角度的单条固定丝或者多条固定丝构成的固定面，在固定丝上固定有具有一定空间结构的封闭固定网箱，网箱在水体中的分布依据防范对象在水体中移动时的分布水层对应设置，该结构可依需要在一定距离内多次重复设置,在所述网箱中容纳有捕食对所述防范对象最小体型以上的所述防范对象进行捕食的捕食者，利用所述捕食者捕食或驱逐所述防范对象。类型四：利用声波技术驱赶防范对象使其进入调水工程的取水区。上述类型的选用一般根据各类型在对调水影响不大的前提下，对防范装置所能防范的最小体型大小来决定，为提高防范效果，上述类型可以混合使用。(依据防范对象的繁殖亲体最小体型决定的，对于繁殖亲体最小体型个体较大的生物，选择类型一或类型二；对于繁殖亲体最小体型个体较小的生物(小型入侵鱼类)选择类型三。

此外，也可以在防范对象最小体型阻隔区及防范对象的仔稚体清除区同时采取方法措施，在防范对象最小体型阻隔区中，设置上述的拦截网、声波装置等的一种或多种，从而限制防范对象在水体中的移动；在防范对象的仔稚体清除区中，可以依实际情况采用上述的定向清除方法和装置。

在采用声波装置的情况下，最小阻隔体型是根据能够对所述声波进行规避的最小防范对象而确定的。在采用拦截网的情况下，最小阻隔体型是根据所述拦截网能够拦截的最小防范对象而确定的。在采用声波和拦截网这两者的情况下，最小阻隔体型是根据能够对所述声波进行规避的最小防范对象而确定的最小体型、和根据所述拦截网能够拦截的最小防范对象而确定的最小体型之中较大者。

通过上述的调水工程中防范水生动物跨区入侵传播的方法和装置，本发明可以得到以下技术效果：

有效地弥补了当前对入侵物种通过仔稚体、受精卵传播扩散的防范的技术不足。

根据食物链的方式进行防控，且捕食生物的繁育、活动空间都是可控的，是一种环境友好的入侵生物清除手段。

需要说明的是，以上以在调水工程中防范水生动物跨区入侵传播为例进行了说明，但是，水生动物跨区入侵传播不仅限于调水工程，也可能通过运河、自然河流或湖泊等水体跨区入侵传播，在这些水体中，均可以采取上述的防范方法及装置。

在以上说明的各实施例中，单独地说明了某些方法的步骤、装置的构成、作用及效果，但是，上述各实施例中的装置、步骤不限于单独使用，也可以组合使用，从而能够获得更好的效果。

8.在调水工程中保护鱼类资源的装置与方法

在调水工程中，随着水体调转输送的过程，也容易使江河湖泊中的鱼类早期资源随水体一同输送，而跨区输送打破了地理隔离，存在使一些本地物种到达新的环境条件下衍变为一种新的入侵物种的潜在风险，同时，如本专利中前文所述，一些拦截装置对鱼类早期资源无法进行有效拦截，造成原有调水江河湖泊中的鱼类资源损失，不利于生物多样性的保护。

鉴于此，本专利提出一种在调水工程中保护鱼类资源的装置和方法，特别是对鱼类早期资源的保护尤其效果显著。该装置的基本构成包括主动规避子系统和发育拦截子系统两部分组成，上述两部分可以单独作业也可以协同作业。主动规避子系统的作用是通过有效技术设计，降低或减小在取水过程中鱼类资源进入输水通道中的概率，通常施用位置在调水工程的取水口前端；发育拦截子系统的作用是通过有效技术设计，使进入输水通道中的鱼类资源返回至天然水体环境中(水源)，通常施用位置在调水工程的取水口之后且输水通道的前段。现分别做具体介绍。

主动规避子系统主要技术要素主要有对大体型鱼类资源(即主动游泳较强的鱼类)的驱离以及对小体型鱼类资源(狭义上可仅指鱼类早期资源)的规避与拦截两部分。现分别进行介绍。对大体型鱼类资源的驱离可以采用现今较为成熟的驱鱼技术手段，例如网目拦截、声波驱鱼、气泡幕驱鱼等，以阻止具备主动游泳能力的鱼类资源靠近取水口。小体型鱼类资源的规避与拦截主要是对取水口的位置及取水口附近的水文情况进行设计，根据一般鱼类早期资源的分布规律(对于漂浮卵，其在河流中的运动受水动力条件、地形、鱼卵比重及粒径等因素的多重影响主要沿河道主流漂流；对于仔鱼阶段，一般在水平分布上离岸距离越近，仔鱼密度越高，反之离岸距离越远，仔鱼密度越低，在垂直分布上，仔鱼密度呈现表层＞中层＞底层，但是不同物种的仔鱼，其分布也存在一定差异)，调水工程取水口一般设计在水体的中下部或者根据区域生物早期资源分布特点进行具体设计，同时以下几项技术可以叠加或单独使用，取水口的上游横截面大于下游横截面，以降低在取水过程中上游侧所产生的水体流速，降低对鱼类早期资源的抽吸；也可以人为改变取水口附近的水文状况，例如安装反流向水泵等流向调整装置，使取水口附近的水流方向与取水口内的水流方向不同，优选使得流向相反，使鱼类早期资源群体不能靠近；采用阻隔鱼类早期资源通过的隔离网体，用于隔离调水工程的取水口与水源，该隔离网体根据拦截对象的受精卵径选择网目大小，可以采用为比受精卵径小的网眼，一般范围为18—10目之间并可以根据实际情况具体选择，通过增大网体面积使网目的有效通过面积远大于取水口的横截面积，以防对水体通过产生影响，网体可以是硬质弹性材料直接构成也可以是依托龙骨支持的软性材料，网体可以仿照大脑皮层的结构设计即通过褶皱(非直线布置)适当缩小网体的空间体积但是并未影响其有效的表面积，为了避免固着藻类等的生长对网目产生阻塞作用，可以在网体下游侧投放一定数量的舔食固着藻类的生物(例如一些螺类或舔食性鱼类)，在必要时，也可在上游侧和下游侧同时投放舔食固着藻类的生物。为了防止所选生物的逃逸，可以在网体下游侧再附加一层防逃逸网体，与阻隔鱼类早期资源通过的隔离网体共同构建一个封闭空间，防逃逸网体的网目尺寸在所选舔食生物不能逃逸为前提下尽可能选用大尺寸，以降低对水体通过的影响。需要注意的是，舔食生物以及防逃逸网体等设计要素添加后，网体的有效通过面积依然要远大于取水口的横截面积。当所选生物为清道夫等入侵生物时，在有效防止其逃逸的同时，可以从单一性别、性腺阉割或所有个体未到达性成熟三个方面进行选择，防止在应用过程中其利用繁殖的方式产生新的生态环境问题，需要指出的是阻隔鱼类早期资源通过的隔离网体同样可以运用于调水工程的输水通道中。

发育拦截子系统主要包括：首端驱离阻拦装置、末端驱离阻拦装置、移动驱离阻拦装置，也可以包括供鱼类早期资源返回的鱼梯(鱼道)。图10例示本发明的调水工程中保护鱼类资源的装置的示意图。如图10所示，在水源1001的取水口1002处，设置有首端驱离阻拦装置1003，在其下游的预定距离处设置有末端驱离阻拦装置1004，在首端驱离阻拦装置1003与末端驱离阻拦装置1004之间，设置有移动驱离阻拦装置1005。

依据所用驱离拦截技术确定可有效拦截鱼类资源中的最小阻隔体型(鱼类资源可以限定为具体的单一物种，也可以是多个或全部物种)，将此体型及以上的群体称为鱼类资源阻隔群体；确定鱼类资源由初始受精卵发育到最小阻隔体型所用的发育时间，在此将此时间段称为鱼类资源最小拦截发育时间，将此阶段的对象统称为此鱼类资源回送群体；

首端驱离阻拦装置根据实际情况做如下选择：设置在作为水源的江河湖泊与输水通道的连接处即输水通道的首端，也可以是设置在输水通道之前，其作用是分离鱼类资源阻隔群体与鱼类资源回送群体，阻拦鱼类资源阻隔群体的继续沿着调水工程传播；首端驱离阻拦装置与末端驱离阻拦装置之间的空间称为鱼类资源回送群体有效发育区间，两者之间的距离得出方法是：依据所在水体的最大流速(V)和鱼类资源最小拦截发育时间(T)及在此时间内鱼类资源回送群体的自主最远游泳距离(△S)确定鱼类资源回送群体的有效发育区间距离(S),即S＝V*T+△S。通过在该距离内的生长发育，鱼类资源回送群体最小个体的发育标准也已达到了阻隔群体的标准，并借助末端驱离阻拦装置防止其继续沿着调水工程向下游移动。为实现对回送群体的逐级拦截目的，可在上述有效发育区间内增设若干个固定驱离拦截装置。当回送群体部分或全部发育为阻隔群体后，由可移动的驱离拦截装置自鱼类资源回送群体有效发育区间的末端的固定驱离拦截装置处或者其上游的某个位置开始沿着调水工程的输水通道的反方向推进，将发育为阻隔群体的个体驱逐使其返回水源。可移动的驱离拦截装置具备移动平台和驱离单元，一边利用移动平台从末端驱离阻拦装置的位置或其上游侧的位置起移动一边利用驱离单元向水源驱赶鱼类资源回送群体使其返回到水源。也可以是，并非完全沿着输水通道进行驱逐，而是将其驱逐到供鱼类早期资源返回的鱼梯(鱼道)中，并最终使之重新回到原有河流湖泊等水体中。此处，鱼梯或鱼道将输水通道与水源连接，其长度可以根据实际需要而适当选择，其主要作用是使得鱼类等水生动物在非自然连续性水体间的有效通过。返回行程可以完全在输水通道中执行，也可以完全在鱼梯或鱼道中执行，还可以在输送通道中执行一段之后转入到上游的鱼梯或鱼道并最终返回至水源。在实施过程中要注意合理掌握固定驱离拦截装置的暂停与运行，一般在可移动的驱离拦截装置距离固定驱离拦截装置的一定距离时，固定驱离拦截装置停止运行，供拦截群体通过，在可移动的驱离拦截装置到达或刚经过固定驱离拦截装置时，该固定驱离拦截装置再次开启运行，并最终达到对防范对象全部群体驱离拦截的目的。在驱离单元使用拦截网时，移动平台带动拦截网沿输水通道向上游侧移动，拦截网的截面形状对应于输水通道的截面形状。

需要补充的是，为了提高该装置及方法的针对性和高效性，可以在取水河流的鱼类资源的繁殖季节进行有效作业或者针对某一具体目标物种，在其繁殖季节有效作业。为了缩短鱼类资源回送群体的有效发育区间，降低阻隔群体的拦截规格，可以作为一项可添加的技术要素，跨区调水工程在设计建造时，构造一个在末端驱离阻拦装置之前缓流的水文环境，特别是表层缓流的水文环境，可以采用的技术手段有对于末端驱离阻拦装置之前的输水通道调整其横截面积，特别是水体上表层所对应的宽度要明显大于在此下游处的水体上表层所对应的宽度，也可采用其他工程技术达到这一目的。这是因为鱼类早期资源特别是初孵仔鱼的生活环境多为一些河岸的缓流表层水体，通常也是其最适环境的选择，在缓流情况下，水体的移动速度减慢，其有效发育区间的距离自然缩短，并且低流速下物种的具备有效抗击流速的体型规格也会降低，缩短了物种生长时间上的要求，同时，低流速也方便后续可移动的驱离拦截装置的作业有效性。

Claims (9)

1.一种定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法，其特征在于，

包括以下步骤：

确定作为防范对象的水生动物在具体区域中出现相对聚集的时间、空间、以及群体特点；

根据所述群体特点，制定清除方案；以及

根据所述时间及空间来实施所述清除方案，

还包括确定最佳集合时空单元的步骤，

所述最佳集合时空单元是指防范对象生活史中的某些发育阶段在特定环境空间中出现相对聚集，并且与区域内其他物种相对聚集现象所发生的时间或空间两者中至少一者存在差异，在此情况下，根据防范对象特定发育阶段的群体特征采取适宜的清除方案，可以实现定向控制防范对象同时对其他生物的附带损伤降低，

所述清除方案根据所述最佳集合时空单元的时间及空间来实施，

所述最佳集合时空单元是通过人工手段获得的，或者，

所述最佳集合时空单元是通过在自然生境的基础上进行纯化使所述防范对象与其他物种分离而获得的，

所述相对聚集发生在所述防范对象的早期生活史阶段，

利用人工干扰技术使其他物种逃逸，从而使所述防范对象其与其他物种进行分离，

所述清除方案使用破坏所述防范对象的清除装置，

所述清除装置对所述防范对象的卵和/或仔稚体、或者卵和/或仔稚体以外的主动游泳能力弱的防范对象进行抽吸以使其破坏，或者，

所述清除装置使用高压水枪喷射、超声波空化效应、空化射流技术、喷砂技术之中的至少一者来对所述防范对象的卵进行清洗剥离。

2.根据权利要求1所述的定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法，其特征在于，

所述最佳集合时空单元在所述防范对象的产卵场中或产卵场的周边。

3.根据权利要求1或2所述的定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法，其特征在于，

所述清除装置使用捕食所述防范对象的捕食者。

4.根据权利要求3所述的定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的方法，其特征在于，

所述清除装置通过使用防扩散装置，或者，使用单一性别的所述捕食者、性腺未成熟的所述捕食者、进行了绝育的所述捕食者中的至少一者，来防止所述捕食者扩散。

5.一种定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的装置，其特征在于，

包括清除装置，

所述清除装置根据作为防范对象的水生动物在具体区域中出现相对聚集的时间、空间、以及群体特点而设置，

所述相对聚集的时间、空间为最佳集合时空单元，

所述最佳集合时空单元是指防范对象生活史中的某些发育阶段在特定环境空间中出现相对聚集，并且与区域内其他物种相对聚集现象所发生的时间或空间两者中至少一者存在差异，在此情况下，根据防范对象特定发育阶段的群体特征采取适宜的清除装置，可以实现定向控制防范对象同时对其他生物的附带损伤降低，

所述清除装置根据所述最佳集合时空单元的时间及空间来设置，

所述最佳集合时空单元是通过人工手段获得的，或者，

所述最佳集合时空单元是通过在自然生境的基础上进行纯化使所述防范对象与其他物种分离而获得的，

所述相对聚集发生在所述防范对象的早期生活史阶段，

还包括分离装置，所述分离装置对所述防范对象和所述其他物种进行人工干扰以使其他物种逃逸，从而使所述防范对象其与其他物种进行分离，

所述清除装置具备对所述防范对象的卵和/或仔稚体、或者卵和/或仔稚体以外的主动游泳能力弱的防范对象进行抽吸以使其破坏的抽吸单元，或者，

所述清除装置具备用于对所述防范对象的卵进行清洗剥离的高压水枪喷射单元、超声波空化单元、空化射流单元、喷砂单元之中的至少一者。

6.根据权利要求5所述的定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的装置，其特征在于，

所述最佳集合时空单元在所述防范对象的产卵场中或产卵场的周边。

7.根据权利要求5或6所述的定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的装置，其特征在于，

所述清除装置具备捕食所述防范对象的捕食者。

8.根据权利要求7所述的定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的装置，其特征在于，

所述清除装置包括可伸缩网箱，将所述捕食者容纳在所述网箱中。

9.根据权利要求8所述的定向控制水生动物群体数量及其传播扩散的装置，其特征在于，

所述清除装置使用单一性别的所述捕食者、性腺未成熟的所述捕食者、进行了绝育的所述捕食者中的至少一者。

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