CN116308862A - 一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法 - Google Patents
一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116308862A CN116308862A CN202310137823.8A CN202310137823A CN116308862A CN 116308862 A CN116308862 A CN 116308862A CN 202310137823 A CN202310137823 A CN 202310137823A CN 116308862 A CN116308862 A CN 116308862A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fish
- water temperature
- time
- spawning
- proper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 title claims abstract description 190
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 170
- 230000008859 change Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 77
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 11
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 11
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 9
- 241000252185 Cobitidae Species 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 241000876433 Acipenser dabryanus Species 0.000 description 2
- 241000252233 Cyprinus carpio Species 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012911 target assessment Methods 0.000 description 2
- 241000881711 Acipenser sturio Species 0.000 description 1
- 241000252229 Carassius auratus Species 0.000 description 1
- 241001489469 Procypris Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000012730 carminic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000026109 gonad development Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
- Y02A40/81—Aquaculture, e.g. of fish
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Economics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Development Economics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Marketing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Farming Of Fish And Shellfish (AREA)
Abstract
本发明公开了一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法,包括:获取工程建设前后评估区域内河流长序列完整年的水温数据;根据水温数据分别绘制工程运行前后的平均水温年内变化曲线;获取目标评估鱼类群落中各鱼类物种的适宜产卵水温范围;分别确定各鱼类物种在工程运行前后的适宜产卵时间段及适宜产卵时长;分别计算工程运行前后目标评估鱼类群落产卵的时间生态位平均宽度指数和时间生态位结构指数,采用生态位平均宽度指数和生态位结构指数,评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响。本发明可实现水温变化对鱼类群落繁殖影响的定量评估,更具科学性、完整性和准确性,对减缓水利工程的不利生态影响具有重要参考意义。
Description
技术领域
本申请属于水利水电工程环境影响评价领域,具体涉及一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法。
背景技术
水温是影响鱼类繁殖的关键环境因子之一,控制着鱼类的性腺发育、产卵和鱼卵孵化。当前,全球范围内水库等水利水电工程对河流水温产生了显著影响,干扰了自然状态下鱼类的繁殖规律,造成了鱼类产卵时间的推迟、提前及不同鱼类产卵时重叠度增加,进而影响鱼类群落的繁殖率、卵苗孵化率和存活率以及种间竞争关系。
作为水利水电工程建设和运行最为关注的生态环境问题之一,水温对鱼类繁殖影响一直是工程技术评估、环境保护和工程调度运行的重要考量因素。然而,当前评估水温变化对鱼类繁殖的影响,多集中在评估对单一物种的繁殖影响,例如公告号CN111887183B的中国专利《一种表征水温变化对鱼类产卵影响的方法》,所公开的方法就是评估水温变化对单一鱼类繁殖的影响,缺少定量评估水温变化对鱼类群落繁殖影响的方法。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法,本申请方法可定量评估水温变化对鱼类群落繁殖的影响。
本申请的技术方案如下:
一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法,包括:
(1)获取工程建设前后时期评估区域内河流长序列完整年的水温数据;
(2)分别计算工程运行前后的年内旬或日平均水温,并绘制工程运行前后的平均水温年内变化曲线,分别记为曲线Cb和Ca;
(3)选择目标评估鱼类群落并获取其中各鱼类物种的适宜产卵水温范围;
(4)结合适宜产卵水温范围和平均水温年内变化曲线,分别确定各鱼类物种在工程运行前后的适宜产卵时间段及适宜产卵时长;
(5)计算工程运行前后的适宜产卵时间生态位结构指数,包括:
将工程运行前各鱼类物种适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点,按时间顺序排列成时间数列Sb,并构建矩阵A,矩阵A中元素Ajr=Tj-Tr;
将工程运行后各鱼类物种适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点,按时间顺序排列构成时间数列Sa,并构建矩阵A',矩阵A'元素Ajr'=tj-tr;
其中,Ajr和Ajr'分别表示矩阵A和A中第j列第r行元素;Tj和Tr分别表示时间数列Sb中第j个和第r个数值,tj和tr分别表示时间数列Sa中第j个和第r个数值,j依次取1,2,3,...2n,r依次取1,2,3,...2n;
分别计算矩阵A和A'内所有元素的算术和SA和SA';
(6)通过比较工程运行前后的生态位结构指数,来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时间重叠结构的影响。
在一些具体实施方式中,还包括:利用式子分别计算工程运行前后目标评估鱼类群落适宜产卵时间生态位平均宽度指数Ew,其中,n表示n种目标评估鱼类群落,i表示目标评估鱼类群落中第i种鱼类物种,pi表示鱼类物种i的适宜产卵时长;
通过比较工程运行前后的生态位平均宽度指数,来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时长的影响。
在一些具体实施方式中,长序列完整年的水温数据包括至少连续5年的水温数据。
在一些具体实施方式中,长序列完整年的水温数据的精度到旬或日水平。
在一些具体实施方式中,目标评估鱼类群落所包含鱼类物种为为濒危鱼类物种或受保护鱼类物种或高经济价值鱼类物种或水温敏感鱼类物种,且产卵场在评估区域有分布历史或在评估区域有捕获记录,且各鱼类物种在水中的分布层次存在重合。
在一些具体实施方式中,步骤(4)进一步包括:
从鱼类物种的适宜产卵水温范围获得适宜产卵水温上下限值;
从平均水温年内变化曲线Cb中,获取平均水温分别达到水温上下限值所对应的时间,即鱼类物种工程运行前适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点;
从平均水温年内变化曲线Ca中,获取平均水温分别达到水温上下限值所对应的时间,即鱼类物种工程运行后适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点;
从工程运行前后的适宜产卵的开始时间点和结束时间点,分别计算各鱼类物种工程运行前后的适宜产卵时长。
在一些具体实施方式中,通过比较工程运行前后的时间生态位结构指数,来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时间重叠结构的影响,包括:
比较工程运行前后的时间生态位结构指数,当工程运行后的生态位结构指数更大,则表明工程运行增加了目标评估鱼类群落适宜产卵时间段的重叠度;否则,表明工程运行降低了目标评估鱼类群落适宜产卵时间段的重叠度。
在一些具体实施方式中,通过比较工程运行前后的时间生态位平均宽度指数,来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时长的影响,包括:
比较工程运行前后的时间生态位平均宽度指数,当工程运行后的生态位平均宽度指数更大,则表明工程运行增加了目标评估鱼类群落适宜产卵时长;否则,表明工程运行降低了目标评估鱼类群落适宜产卵时长。
本申请具有如下优点和有益效果:
当前水利水电工程生态环境影响评价中缺少对鱼类群落繁殖影响定量评价的问题,本申请可解决该技术问题,实现了水温变化对群落中不同鱼类适宜产卵时长和适宜产卵时间重叠结构影响的定量评估。该评估方法更具科学性、完整性和准确性,对科学的评估水温变化对鱼类繁殖影响及减缓水利工程的不利生态影响具有重大实践意义。
附图说明
图1为本申请实施例中的方法流程示意图;
图2为本申请具体应用案例中向家坝水文站1989~2019年的逐旬水温数据;
图3为本申请具体应用案例中向家坝蓄水运行前后向家坝水文站的多年逐旬平均水温变化曲线;
图4为本申请具体应用案例中各目标评估鱼类的适宜产卵水温及对应的适宜产卵时间;其中,图4(a)为向家坝蓄水运行前各目标评估鱼类的适宜产卵水温及对应的适宜产卵时间,图4(b)为向家坝蓄水运行后各目标评估鱼类的适宜产卵水温及对应的适宜产卵时间。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明,下面将对本申请技术方案的具体实施方式进行清楚、完整地描述,显然,下文所描述的仅为具体实施方式,其并不限制本申请的保护范围。
本申请实施例提供的一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法,其具体实施过程如下:
(1)收集评估区域水利水电工程建设前后河流长序列完整年的水温数据,其中,长序列完整年的水温数据包括至少连续5年的水温数据,水温数据精度到旬或日水平;水利水电工程建设后的水温数据可采用实测数据或预测数据。
为便于描述,后文均将“水利水电工程”简记为“工程”。
(2)以工程运行年份为时间节点,根据长序列完整年的水温数据分别计算工程运行前和后年内的旬或日平均水温,再进一步分别绘制工程运行前和后年内的平均水温年内变化曲线Cb和Ca,其中,Cb表示工程运行前的平均水温年内变化曲线,Ca表示工程运行后的平均水温年内变化曲线。
平均水温年内变化曲线的绘制方法为:以时间为X轴,以旬或日平均水温为Y轴,来进行绘制。
(3)选择目标评估鱼类群落,获取目标评估鱼类群落所包含各鱼类物种的适宜产卵水温范围。
本申请实施例中所选择的目标评估鱼类群落所包含鱼类物种为濒危鱼类物种或受保护鱼类物种或高经济价值鱼类物种或水温敏感鱼类物种,且产卵场在评估区域有分布历史或在评估区域有捕获记录,且各鱼类物种在水中的分布层次存在重合。分布层次指鱼类在水体中的主要栖息深度,包括底层、中下层、上层三类。各鱼类物种的适宜产卵水温范围则可通过现场调查、模拟试验和/或文献调研获取。
(4)根据各鱼类物种的适宜产卵水温范围,结合平均水温年内变化曲线,分别确定各鱼类物种在工程运行前后的适宜产卵时间段及适宜产卵时长;其中,适宜产卵时长pi为适宜产卵时间段的结束时间点减去开始时间点。
具体的,从适宜产卵水温范围获得适宜产卵水温的上下限值,从平均水温年内变化曲线Cb中获取平均水温分别达到水温上下限值所对应的时间,即工程运行前适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点;从平均水温年内变化曲线Ca中获取平均水温分别达到水温上下限值所对应的时间,即工程运行后适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点。
下面将以举例方式提供确定适宜产卵时间段的一种可选方法:
对目标评估鱼类群落中鱼类物种i,将其适宜产卵水温范围的上下限值分别记为Si和Xi,将直线y=Xi和y=Si分别与平均水温年内变化曲线Cb、Ca求交点,与平均水温年内变化曲线Cb的两交点横坐标分别记为Tiα、Tiβ,Tiα则为工程运行前适宜产卵时间段的开始时间点,Tiβ为工程运行前适宜产卵时间段的结束时间点。将与曲线Ca的两交点横坐标分别记为tiα、tiβ;tiα则为工程运行后适宜产卵时间段的开始时间点,tiβ为工程运行后适宜产卵时间段的结束时间点。Tiα至Tiβ的时间段即工程运行前鱼类物种i的适宜产卵时间段,tiα至tiβ的时间段即工程运行后鱼类物种i的适宜产卵时间段。
(5)计算评估区域目标评估鱼类群落适宜产卵时间生态位平均宽度指数Ew:
式(1)中,n表示目标评估鱼类群落中鱼类物种数量,pi表示目标评估鱼类群落中鱼类物种i的适宜产卵时长。
Ew的值域为0<Ew≤1。规定目标评估鱼类群落中所有鱼类物种的适宜产卵时长无限短时,Ew无限接近0;所有鱼类物种的适宜产卵时长全部为一年当中任意时间段时,Ew为1。根据Ew值可评估目标评估鱼类群落的整体适宜产卵时长。采用工程运行前后的适宜产卵时长,利用上式(1)分别计算工程运行前后目标评估鱼类群落的时间生态位平均宽度指数。
(6)将工程运行前各鱼类物种适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点,按时间顺序排列构成时间数列Sb;将工程运行后各鱼类物种适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点,按时间顺序排列构成时间数列Sa。
例如,工程运行前的时间数列Sb表示为:Sb=(T1α,T2α,T1β,T2β,···Tiα,Tiβ);工程运行后的时间数列Sa表示为:Sa=(t1α,t2α,t1β,t2β,···tiα,tiβ),i≤n。
(7)分别将时间数列Sb和Sa中所有时间点两两组合取差值,构建元素为2n×2n的完全矩阵A和A',分别计算矩阵A和A'内所有元素的算术和SA和SA'。
矩阵A根据工程运行前的时间数列Sb构建,表示如下:
矩阵A内元素可表示为:
Ajr=Tj-Tr(3)
式(3)中,Ajr表示矩阵A中第j列第r行元素;Tj和Tr分别表示时间数列Sb中第j个和第r个元素,j依次取1,2,3,...2n,r依次取1,2,3,...2n。j和r可相等或不等。
矩阵A内所有元素的算术和SA为:
式(4)中,|Ajr|表示矩阵A中第j列第r行元素的绝对值。
相同地,矩阵A'根据工程运行后的时间数列Sa构建以相同方式构建,矩阵A'内元素可表示为:
Ajr'=tj-tr(5)
式(5)中,Ajr'表示矩阵A'中第j列第r行元素;tj和tr分别表示时间数列Sa中第j个和第r个元素,j依次取1,2,3,...2n,r依次取1,2,3,...2n。j和r可相等或不等。
计算矩阵A'内所有元素的算术和SA':
式(6)中,|Ajr|表示矩阵A中第j列第r行元素的绝对值。
(8)计算目标评估鱼类群落适宜产卵时间的生态位结构指数,具体的,分别采用SA和SA'计算工程运行前后的生态位结构指数Enb和Ena。
生态位结构指数En的计算如下:
其中,n表示目标评估鱼类群落中鱼类物种数量,pi表示目标评估鱼类群落中鱼类物种i的适宜产卵时长,S取算术和SA或SA',当S取算术和SA,所计算的生态位结构指数为工程运行前的生态位结构指数;当S取算术和SA',所计算的生态位结构指数为工程运行后的生态位结构指数。
时间生态位结构指数En的值域为0<En≤n-1。规定n种鱼类物种适宜产卵时间距离无限远且不相互重叠时,En无限接近0;n种鱼类物种适宜产卵时间完全重叠时,En为n-1。根据En值可评估目标评估鱼类群落中鱼类物种适宜产卵时间段的重叠度。
(9)采用工程运行前后的时间生态位平均宽度指数和时间生态位结构指数,评估水温变化对目标评估鱼类群落繁殖时间生态位的影响。生态位平均宽度指数用来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时长的影响,生态位结构指数用来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时间重叠结构的影响。
具体的,通过比较工程运行前和后的生态位平均宽度指数以及比较工程运行前和后的生态位结构指数,来评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位的影响。当Ewb<Ewa,表示工程运行增加了评估区域目标评估鱼类群落繁殖时间生态位平均宽度;反之,则降低了评估区域目标评估鱼类群落繁殖时间生态位平均宽度。当Enb<Ena,表示工程运行增加了评估区域目标评估鱼类群落繁殖时间生态位的内部重叠度,目标评估鱼类群落中不同鱼类物种的适宜产卵时间段重叠度增加,种间竞争关系增加;反之,工程运行降低了评估区域目标评估鱼类群落繁殖时间生态位内部重叠度,种间竞争关系降低。
下面以金沙江梯级开发的最后一级向家坝水电站建设运行对下游自然保护区鱼类群落繁殖时间生态位影响为例,提供本申请的具体应用案例。本应用案例中评估区域为向家坝下游的长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区河段,该河段受向家坝水电站蓄水影响,天然水温节律发生了明显改变。本应用案例的具体实施过程如下:
(1)收集向家坝水电站蓄水运行前后下游自然保护区河段水文站的长序列完整年水温数据。具体的,向家坝水文站位于向家坝坝下2km的自然保护区内,是反映向家坝水电站运行影响和自然保护区内水文条件的控制性水文站。本次以旬为单位,收集了1989~2019年的30年向家坝水文站的逐旬水温数据,共计1080条数据,见图2。
(2)向家坝水电站蓄水运行年为2012年,分别计算1989~2012年和2013~2019年向家坝水文站的多年逐旬平均水温,进一步绘制1989~2012年和2013~2019年的平均水温年内变化曲线Cb和Ca,即蓄水运行前和后的平均水温年内变化曲线,见图3,图中,Cb表示向家坝水电站蓄水运行前的平均水温年内变化曲线,Ca表示向家坝蓄水运行后的平均水温年内变化曲线。从该图可得知,向家坝水电站蓄水运行前后年内水温过程发生了明显改变:蓄水运行后3月~8月水温降低,9月~次年2月水温升高,蓄水运行后年内水温升温过程滞后约36天。
(3)考虑评估区域河段鱼类的濒危程度、保护类型、经济价值、水温敏感程度、历史产卵场分布、捕获记录和分布层次,选择目标评估鱼类群落,收集目标评估鱼类群落中各鱼类物种的适宜产卵水温范围。
本具体应用案例中,各目标评估鱼类应为濒危物种或受保护物种或高经济价值物种或对水温敏感鱼类物种,且其产卵场在评估区域有分布历史或在评估区域近年来有捕获记录,且分布层次一致。本具体应用案例中所选择的目标评估鱼类群落包含长江鲟、圆口铜鱼、胭脂鱼、岩原鲤、长薄鳅、中华金沙鳅,各目标评估鱼类物种特征见下表1。
表1各目标评估鱼类物种特征
本具体应用案例中通过文献调研,收集各目标评估鱼类物种的适宜产卵水温范围,见表2,从表2可以看出,目标评估鱼类物种均为升温期产卵。
表2目标评估鱼类物种的适宜产卵水温范围
物种序号 | 物种 | 适宜产卵水温/℃ | 来源 |
1 | 长江鲟 | 16~19 | 文献调研 |
2 | 圆口铜鱼 | ≥18 | 文献调研 |
3 | 胭脂鱼 | 15~23 | 文献调研 |
4 | 岩原鲤 | 18~26 | 文献调研 |
5 | 长薄鳅 | 22~25 | 文献调研 |
6 | 中华金沙鳅 | 17.8~23.2 | 文献调研 |
(4)根据表2中不同鱼类物种的适宜产卵水温范围,结合平均水温年内变化曲线Cb和Ca,分别确定各鱼类物种在蓄水运行前后的适宜产卵时间段及适宜产卵时长。
本具体应用案例中各鱼类物种在蓄水运行前和后的适宜产卵时间段见图4,表3列出了图4中各鱼类物种在蓄水运行前后的适宜产卵时间段,表3中时间以平年的第d天计,精度为旬(10天),表3中开始时间点、结束时间点、适宜产卵时长的单位均为天。
表3向家坝水文站蓄水运行前后各鱼类物种的适宜产卵时间
(5)采用蓄水运行前后各鱼类物种的适宜产卵时长,分别计算蓄水运行前后评估区域目标评估鱼类群落的时间生态位平均宽度指数Ew,计算公式参见前文式(1)。本具体应用案例中蓄水运行前后,评估区域目标评估鱼类群落的时间生态位平均宽度指数分别为:Ewb=0.29和Ewa=0.26;Ewb和Ewa分别表示蓄水运行前和后的时间生态位平均宽度指数。
(6)采用表3中各鱼类物种适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点,分别构建蓄水运行前后的时间数列Sb和Sa。
本具体案例中时间序列Sb和Sa如下:
Sb=(59,69,90,90,90,100,140,201,212,222,222,222);
Sa=(90,100,120,120,120,140,181,232,232,232,232,232)。
(7)根据时间数列Sb和Sa分别构建大小12×12的完全矩阵A和A'。
矩阵A根据工程运行前的时间数列Sb构建,如下:
矩阵A'根据工程运行后的时间数列Sa构建,如下:
采用式(3)分别计算计算矩阵A和A'内所有元素的算数和。经计算,本具体应用案例中矩阵A和A'所有元素的算数和分别为SA=10154,SA'=8942。
(8)根据式(4)计算目标评估鱼类群落适宜产卵时间的生态位结构指数,包括蓄水运行前的生态位结构指数Enb和蓄水运行后的生态位结构指数Ena。本具体应用案例中Enb=4.05,Ena=4.30。
(9)采用蓄水运行前后评估区域目标评估鱼类群落的时间生态位平均宽度指数和时间生态位结构指数,来评估水温变化对目标评估鱼类群落繁殖时间生态位的影响。
本具体应用案例中,Ewb>Ewa,说明向家坝工程蓄水运行后长江鲟、圆口铜鱼、胭脂鱼、岩原鲤、长薄鳅、中华金沙鳅的适宜产卵时间生态位平均宽度减小,蓄水运行使得评估区域目标评估鱼类群落的总体适宜产卵时长降低。Enb<Ena,向家坝蓄水运行后目标评估鱼类群落的适宜产卵时间生态位结构指数增大,说明不同鱼类物种间适宜产卵时间段重叠度增加,评估区域种间竞争关系增加。
注意,上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解,本申请不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明,但是本申请不仅仅限于以上实施例,在不脱离本申请的构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,均属于本申请的保护范畴。
Claims (8)
1.一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法,其特征是,包括:
(1)获取工程建设前后评估区域内河流长序列完整年的水温数据;
(2)分别计算工程运行前后的年内旬或日平均水温,并绘制工程运行前后的平均水温年内变化曲线,分别记为曲线Cb和Ca;
(3)选择目标评估鱼类群落并获取其中各鱼类物种的适宜产卵水温范围;
(4)结合适宜产卵水温范围和平均水温年内变化曲线,分别确定各鱼类物种在工程运行前后的适宜产卵时间段及适宜产卵时长;
(5)计算工程运行前后的适宜产卵时间生态位结构指数,包括:
将工程运行前各鱼类物种适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点,按时间顺序排列成时间数列Sb,并构建矩阵A,矩阵A中元素Ajr=Tj-Tr;
将工程运行后各鱼类物种适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点,按时间顺序排列构成时间数列Sa,并构建矩阵A',矩阵A'元素Ajr'=tj-tr;
其中,Ajr和Ajr'分别表示矩阵A和A中第j列第r行元素;Tj和Tr分别表示时间数列Sb中第j个和第r个数值,tj和tr分别表示时间数列Sa中第j个和第r个数值,j依次取1,2,3,...2n,r依次取1,2,3,...2n;
分别计算矩阵A和A'内所有元素的算术和SA和SA';
(6)通过比较工程运行前后的生态位结构指数,来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时间重叠结构的影响。
3.如权利要求1所述的一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法,其特征是:
所述长序列完整年的水温数据包括至少连续5年的水温数据。
4.如权利要求1所述的一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法,其特征是:
所述长序列完整年的水温数据的精度到旬或日水平。
5.如权利要求1所述的一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法,其特征是:
所述目标评估鱼类群落所包含鱼类物种为为濒危鱼类物种或受保护鱼类物种或高经济价值鱼类物种或水温敏感鱼类物种,且产卵场在评估区域有分布历史或在评估区域有捕获记录,且各鱼类物种在水中的分布层次存在重合。
6.如权利要求1所述的一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法,其特征是:
步骤(4)进一步包括:
从鱼类物种的适宜产卵水温范围获得适宜产卵水温上下限值;
从平均水温年内变化曲线Cb中,获取平均水温分别达到水温上下限值所对应的时间,即鱼类物种工程运行前适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点;
从平均水温年内变化曲线Ca中,获取平均水温分别达到水温上下限值所对应的时间,即鱼类物种工程运行后适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点;
从工程运行前后的适宜产卵的开始时间点和结束时间点,分别计算各鱼类物种工程运行前后的适宜产卵时长pi。
7.如权利要求1所述的一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法,其特征是:
所述通过比较工程运行前后的时间生态位结构指数,来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时间重叠结构的影响,包括:
比较工程运行前后的时间生态位结构指数,当工程运行后的生态位结构指数更大,则表明工程运行增加了目标评估鱼类群落适宜产卵时间段的重叠度;否则,表明工程运行降低了目标评估鱼类群落适宜产卵时间段的重叠度。
8.如权利要求2所述的一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法,其特征是:
所述通过比较工程运行前后的时间生态位平均宽度指数,来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时长的影响,包括:
比较工程运行前后的时间生态位平均宽度指数,当工程运行后的生态位平均宽度指数更大,则表明工程运行增加了目标评估鱼类群落适宜产卵时长;否则,表明工程运行降低了目标评估鱼类群落适宜产卵时长。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310137823.8A CN116308862B (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310137823.8A CN116308862B (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116308862A true CN116308862A (zh) | 2023-06-23 |
CN116308862B CN116308862B (zh) | 2023-09-22 |
Family
ID=86777151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310137823.8A Active CN116308862B (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116308862B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008185455A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Institute Of Freshwater Biology | 水域環境の評価方法 |
WO2018223787A1 (zh) * | 2017-06-05 | 2018-12-13 | 云南大学 | 针对土著鱼类保护的库尾反调节方法 |
CN109644900A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-19 | 北京师范大学 | 一种确定鱼类群落恢复潜力的方法 |
CN114532260A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-27 | 中国长江三峡集团有限公司 | 面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统 |
CN114662966A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-06-24 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 鱼类栖息地保护效果综合评价方法 |
-
2023
- 2023-02-20 CN CN202310137823.8A patent/CN116308862B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008185455A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Institute Of Freshwater Biology | 水域環境の評価方法 |
WO2018223787A1 (zh) * | 2017-06-05 | 2018-12-13 | 云南大学 | 针对土著鱼类保护的库尾反调节方法 |
CN109644900A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-19 | 北京师范大学 | 一种确定鱼类群落恢复潜力的方法 |
CN114532260A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-27 | 中国长江三峡集团有限公司 | 面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统 |
CN114662966A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-06-24 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 鱼类栖息地保护效果综合评价方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
ANDO,DAISEI: "Seasonal variations in and effect of incubation water temperature on vertebral number in naturally spawning chum salmon Oncorhynchus keta", 《FISHERIES SCIENCE》, pages 799 - 807 * |
蔡玉鹏;杨志;徐薇;: "三峡水库蓄水后水温变化对四大家鱼自然繁殖的影响", 工程科学与技术, no. 01, pages 70 - 77 * |
许秀贞;闫峰陵;阮娅;: "浅析乌东德水电站建设对鱼类资源的影响", 人民长江, no. 24, pages 17 - 20 * |
郝好鑫: "金沙江下游梯级水库对水温及鱼类适宜产卵时间的影响", 《湖泊科学》, pages 247 - 257 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116308862B (zh) | 2023-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Xie et al. | The impact of Three Gorges Dam on the downstream eco‐hydrological environment and vegetation distribution of East Dongting Lake | |
Kummu et al. | Water balance analysis for the Tonle Sap Lake–floodplain system | |
Ye et al. | Production scenarios and the effect of soil degradation on long-term food security in China | |
Miao et al. | Spatio-temporal variability of streamflow in the Yellow River: possible causes and implications | |
Li et al. | Analysis of the relationship between soil erosion risk and surplus floodwater during flood season | |
Zhang et al. | Multiscale attribution analysis for assessing effects of changing environment on runoff: case study of the Upstream Yangtze River in China | |
Wu et al. | Establishment of watershed ecological water requirements framework: A case study of the Lower Yellow River, China | |
CN114662966A (zh) | 鱼类栖息地保护效果综合评价方法 | |
CN116308862B (zh) | 一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法 | |
Xiao et al. | Impacts of small cascaded hydropower plants on river discharge in a basin in S outhern C hina | |
Xiao et al. | Hydrological and water chemical factors in the Yichang reach of the Yangtze River pre‐and post‐impoundment of the Three Gorges Reservoir: consequences for the Chinese sturgeon Acipenser sinensis spawning population (a perspective) | |
Li et al. | Determination of daily eco‐hydrographs by the fish spawning habitat suitability model and application to reservoir eco‐operation | |
Roy et al. | Vulnerability of watersheds to climate change assessed by neural network and analytical hierarchy process | |
Zang et al. | Analysis of the contributions of human factors and natural factors affecting the vegetation pattern in coastal wetlands | |
Yu et al. | Determination of ecological flow thresholds for rainfall-recharging rivers based on multiple hydrological methods | |
Zhao et al. | Standards for environmental flow verification | |
Gao et al. | Comparative study on the calculation methods of ecological base flow in a mountainous river | |
Jiang et al. | Environmental flow requirements of fish in the lower reach of the Yellow River | |
Xue et al. | Assessing sustainability of agricultural water saving in an arid area with shallow groundwater | |
Zhang et al. | Investigating the simultaneous ecological operation of dam gates to meet the water flow requirements of fish spawning migration | |
Tuomikoski et al. | Comparative survival study (CSS) of PIT-tagged spring/summer Chinook and summer steelhead | |
Guo et al. | Ecohydrological impacts of two large cascade reservoirs in the middle Yellow River, China | |
Jiongxin | Decreasing trend of sediment transfer function of the Upper Yellow River, China, in response to human activity and climate change | |
Chen et al. | Variation in Runoff Series Regimes and the Impacts of Human Activities in the Upper Yellow River Basin. | |
Mosley | Prediction of hydrologic variables from channel morphology, South Island rivers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |