CN116649254B - 一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放的模型及其构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放的模型及其构建方法,该模型可结合放射性14C示踪技术,量化区分鱼类内外源碳的排放途径,将鱼类的碳代谢排放分为食物碳代谢排放和身体碳代谢排放,结合鱼类食物碳代谢排放和身体碳代谢排放以及饵料生物的干湿重和含碳量数据,可建立鱼类碳代谢排放参数化模型,参数化描述鱼类的碳代谢排放。以往模型无法区分鱼类外源食物碳和内源身体碳的代谢排放,本发明提出的概念模型可量化区分鱼类外源食物碳和内源身体碳的代谢排放,可为评估渔业碳汇功能和构建渔业碳汇核算体系提供重要参数。
Description
技术领域
本发明涉及渔业碳汇计算及评估领域,更具体的,涉及一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放的模型及构建方法,用于评估鱼类的碳汇功能。
背景技术
在海洋碳循环研究中,鱼类作为连接浮游动物与更高营养级生物的纽带,在海洋食物链能量传递与海洋碳循环系统中起着重要的作用。鱼类摄食浮游动物后,通过同化、呼吸、分泌、排泄、排便、繁殖等一系列代谢活动,将摄入的碳分配到不同形态中,使各形态碳再次进入碳循环系统。鱼类的碳代谢排放与浮游动物不同,除自身分泌、排泄及排便产生的DOC及呼吸作用释放的CO2外,鱼类排便作用不仅产生POC,还有PIC的存在。海洋食浮游动物鱼类多为硬骨鱼,其肠道会产生无机碳酸钙颗粒,通过排便一起排出体外,因此鱼类通过排便会生成POC和PIC,统称为PC。鱼类在垂直迁移过程中通过排便产生可以快速沉降的PC来影响海洋生物泵的效率,海洋硬骨鱼类被认为是海洋碳酸钙输出的重要来源,在海洋生物泵效和碳汇过程中的发挥重要作用。
海洋是地球上最大的活跃碳汇,有研究发现鱼类排放的粪便(PC)、分泌的溶解有机碳(DOC)、呼吸释放的CO2等碳量占海洋含碳总量的15%以上,是海洋碳汇过程的重要参与者,但目前基于生物能量学方法很难精确计算鱼类通过各项生理代谢排放的碳,对鱼类碳代谢排放的分配、释放速率、过程机制等方面缺乏了解,难以衡量、评估鱼类在海洋碳汇中的作用。我国是海水养殖大国,鱼类养殖面积和产量均居世界首位,量化鱼类不同来源碳的排放,可为评估渔业碳汇功能和构建渔业碳汇核算体系提供重要参数。因此,本发明首次提出了一种区分计算鱼类外源食物碳和内源身体碳排放的概念模型,结合放射性碳同位素(14C)示踪技术,可量化分析鱼类内外源碳的排放途径,建立鱼类碳代谢排放参数化模型,为扩增海洋碳汇和服务“双碳”战略提供科学依据。
发明内容
为了解决上述至少一个技术问题,本发明提出了一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放的模型及构建方法。
本发明第一方面提供了一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放模型的构建方法,包括:
将目标鱼类禁食24h,根据目标鱼类的种类信息确定喂食时间,在暗处利用14C标记的浮游动物对目标鱼类进行喂食,获取目标鱼类的分泌DO14C样本、排便P14C样本和呼吸14CO2样本,通过预设处理检测方法后测定样本中放射性强度获取鱼类食物碳代谢排放量;
选取与食物碳代谢排放量测定相同的饵料密度对目标鱼类进行喂食,并获取相同的样本根据预设处理检测方法进行测定,根据质量守恒原理获取鱼类身体碳代谢排放量;
获取单个浮游动物的干重及湿重,并确定浮游动物单位质量的含碳量;
结合鱼类食物碳代谢排放量和身体碳代谢排放量以及浮游动物的干湿重和含碳量数据,建立鱼类碳代谢排放参数化模型,参数化描述鱼类的碳代谢排放。
本方案中,选取目标鱼类禁食24h,将预设数量的目标鱼类转移到装有预设质量海水的容器中,每个容器中放置一条目标鱼类;
根据目标鱼类的种类信息获取摄食到排便时间间隔,通过所述时间间隔确定喂食时间;
喂食结束后,收集剩余的14C标记的浮游动物用于测定喂食饵料的14C强度。
本方案中,获取鱼类的分泌DO14C样本、排便P14C样本和呼吸14CO2样本,具体为:
每次收集n条目标鱼类,通过过滤的海水清洗,用于测定摄入的总的14C,n为常数且n≥5;
其余目标鱼类转移到装有预设质量海水的容器中,喂食相同密度未被14C标记的浮游动物,并分别于2、4、8、16、24h取样;
收集鱼样后,对海水进行过滤,收集滤膜用于测定排便P14C,收集滤液用于测定分泌DO14C及呼吸14CO2,获取对应的分泌DO14C样本、排便P14C样本和呼吸14CO2样本。
本方案中,对于收集的浮游动物、鱼类及分泌DO14C样本、排便P14C样本、呼吸14CO2样本根据预设处理方式进行处理;
获取处理后的所有14C样品加入9mL闪烁液,摇匀后在暗环境中静置12h,然后用液体闪烁计数仪测定放射性强度;
鱼类食物碳代谢排放的总和为24h净化过程中产生的DO14C、14CO2、P14C的总和F14Crelease,表示为F14Crelease=A0–A1=FDO14C+F14CO2+FP14C,其中,A0表示鱼体摄入饵料14C的总量,A1表示净化结束后鱼体14C含量,FDO14C、F14CO2、FP14C分别表示来自食物碳排放的分泌DO14C量、呼吸14CO2量和排便P14C量。
本方案中,选取与食物碳代谢排放量测定相同的饵料密度对鱼类进行喂食,并获取相同的样本根据预设处理检测方法进行测定,根据质量守恒原理获取鱼类身体碳代谢排放量,具体为:
以14C标记的浮游动物连续喂食目标鱼类15天,喂食结束后,收集n条目标鱼类,用过滤的海水清洗后,用于测定摄入的总14C,n为常数且n≥5;
其余目标鱼类分别转移到装有预设质量过滤海水的容器中净化8天,净化期间喂食未被14C标记的浮游动物,饵料密度与食物碳代谢排放量测定时相同;
净化期间,每天进行取样,对水样进行过滤后,获取对应的分泌DO14C样本、排便和繁殖P14C样本以及呼吸14CO2样本;
收集完毕后,其余目标鱼类分别转移到装有预设质量过滤海水的容器中,喂食相同密度未被14C标记的浮游动物。
本方案中,选取与食物碳代谢排放量测定相同的饵料密度对鱼类进行喂食,并获取相同的样本根据预设处理检测方法进行测定,根据质量守恒原理获取鱼类身体碳代谢排放量,具体为:
所有样品的收集、处理、检测方法与食物碳代谢排放量测定的处理相同;
根据质量守恒原理,鱼类身体碳代谢排放量B14Crelease,表示为:B14Crelease=B0–B1=BDO14C+B14CO2+BP14C,其中,B0表示鱼体初始的14C总量,B1表示净化结束后鱼体14C含量,BDO14C、B14CO2、BP14C分别表示来自身体碳排放的分泌DO14C量、呼吸14CO2量、排便和繁殖P14C量。
本方案中,在食物碳代谢排放量测定中,通过计算(A0–A1)/(FDO14C+F14CO2+FP14C)的值表征实测食物碳排放的回收率,用于评估食物碳代谢排放测定的精确度,A0表示鱼体摄入饵料14C的总量,A1表示净化结束后鱼体14C含量,FDO14C、F14CO2、FP14C分别表示来自食物碳排放的分泌DO14C量、呼吸14CO2量和排便P14C量;
在身体碳代谢排放量测定中,通过计算(B0–B1)/(BDO14C+B14CO2+BP14C)的值可以表征实测身体碳排放的回收率,用于评估身体碳代谢排放测定的精确度,B0表示鱼体初始的14C总量,B1表示净化结束后鱼体14C含量,BDO14C、B14CO2、BP14C分别表示来自身体碳排放的分泌DO14C量、呼吸14CO2量、排便和繁殖P14C量。
本发明第二方面公开了一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放模型,其特征在于,碳代谢排放模型的公式为:
Crelease=FCrelease+BCrelease
=(FDOC+FPC+FCO2)+(BDOC+BPC+BCO2)
其中,Crelease表示鱼类的总碳排放量,单位为μgC/mg;FCrelease表示鱼类外源食物碳的排放量,单位为μgC/mg;BCrelease表示鱼类内源身体碳的排放量,单位为μgC/mg,FDOC、FPC、FCO2分别表示来自食物碳排放的分泌DOC、排便PC和呼吸CO2量,BDOC、BPC、BCO2分别表示来自身体碳排放的分泌DOC、排便和繁殖PC、呼吸CO2量。
本发明公开了一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放的模型及其构建方法,该模型可结合放射性14C示踪技术,量化区分鱼类内外源碳的排放途径,将鱼类的碳代谢排放分为食物碳代谢排放和身体碳代谢排放,结合鱼类食物碳代谢排放和身体碳代谢排放以及饵料生物的干湿重和含碳量数据,可建立鱼类碳代谢排放参数化模型,参数化描述鱼类的内外源碳代谢排放。以往模型无法区分鱼类外源食物碳和内源身体碳的代谢排放,本发明提出的概念模型可量化区分鱼类外源食物碳和内源身体碳的代谢排放,可为评估渔业碳汇功能和构建渔业碳汇核算体系提供重要参数,还可准确示踪生物体代谢产生的无机碳和有机碳的流向,获得更为全面的鱼类碳代谢排放参数。
附图说明
图1示出了本发明一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放模型的构建方法的流程图;
图2示出了本发明鱼类碳代谢排放示意图;
图3示出了本发明鱼类碳代谢排放概念模型图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了本发明一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放模型的构建方法的流程图。
如图1所示,本发明第一方面提供了一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放模型的构建方法,包括:
S102,将目标鱼类禁食24h,根据目标鱼类的种类信息确定喂食时间,在暗处利用14C标记的浮游动物对目标鱼类进行喂食,获取目标鱼类的分泌DO14C样本、排便P14C样本和呼吸14CO2样本,通过预设处理检测方法后测定样本中放射性强度获取鱼类食物碳代谢排放量;
S104,选取与食物碳代谢排放量测定相同的饵料密度对目标鱼类进行喂食,并获取相同的样本根据预设处理检测方法进行测定,根据质量守恒原理获取鱼类身体碳代谢排放量;
S106,获取单个浮游动物的干重及湿重,并确定浮游动物单位质量的含碳量;
S108,结合鱼类食物碳代谢排放量和身体碳代谢排放量以及浮游动物的干湿重和含碳量数据,建立鱼类碳代谢排放参数化模型,参数化描述鱼类的碳代谢排放。
如图2、3所示,鱼类摄食后,通过排便、排泄、呼吸、分泌、同化、繁殖等生理活动,将摄入的食物碳转化为不同形态碳。食物经过消化后一部分通过粪便(PC)排出,另一部分通过肠壁后被吸收。被吸收的部分最终有两个去向:一部分碳转化为身体碳(碳同化);剩余的部分通过呼吸和分泌作用分别以CO2和DOC的形式排出。同时,鱼类身体碳库中的碳也会通过代谢作用被转化为DOC(分泌、排泄和排便)、PC(排便和繁殖)和CO2(呼吸)。
结合鱼类碳代谢排放概念模型和放射性14C示踪技术,可通过设计不同的实验,分别计算鱼类食物碳代谢的排放和身体碳代谢的排放,实验结果可参数化描述鱼类的碳代谢排放。
需要说明的是,对于食物碳代谢排放量的计算,以体长3cm左右的小型海洋鱼类为例进行说明。先将实验鱼类禁食24h,然后将饥饿状态的小鱼转移到盛有25mL海水的烧杯中,每只烧杯1条鱼。实验开始后,在暗处用14C标记的浮游动物喂食小鱼,根据小鱼摄食到排便时间间隔(30–60min,不同种类鱼类时间间隔不同),喂食时间定为20min。喂食完毕后,收集剩余的14C标记的浮游动物用于测定小鱼饵料的14C强度。每次收集5条小鱼,用过滤的海水清洗后,分别装入5个闪烁瓶中,用于测定摄入的总14C,其余小鱼分别转移到装有25mL过滤海水的烧杯中,喂食相同密度未被14C标记的浮游动物。然后分别于2、4、8、16、24h取样,每次取样5个平行。每次收集鱼样后,用0.22μm的聚醚砜膜(Millipore,USA)过滤所有水样,收集滤膜至闪烁瓶中用于测定P14C,取3mL滤液至闪烁瓶中用于测定DO14C,取5mL滤液用于收集测定LMWDO14C,另取15mL滤液用于收集测定14CO2。
浮游动物、鱼类和P14C样品需要分别加入1mL浓度为2mol/L的NaOH,然后置于水浴锅中,在80℃温度下消解24h。14CO2收集方法为:在收集的15mL滤液样品中,加入100μL浓度为6N的稀盐酸,充入氮气,将14CO2驱赶至装有5mLNaOH溶液(1M)的闪烁瓶中,充气时间为15分钟。DO14C根据大小可分为CO14C(胶体有机碳,3kDa–0.22μm)和LMWDO14C(低分子量有机碳,<3kDa),分离方法为:将5mLDO14C滤液样品置于超滤管(Amicon,Ultra-4,3kDa;Millipore,USA)中,然后放置于冷冻离心机中,在4℃温度下,以10000r离心15分钟,可以将CO14C与LMWDO14C分离。在超滤管中取3mL过滤液至闪烁瓶中用于测定LMWDO14C,然后CO14C占DO14C的比例可根据以下公式进行计算:
其中,%COC代表CO14C占DO14C的比例,Rdissolved代表DO14C样品的值,RLMW代表LMWDO14C样品的值。
所有的14C样品均加入9mL闪烁液,摇匀后在暗环境中静置12h,然后用液体闪烁计数仪(LSC,LS6500,BeckmanCounter,Pasadena,CA)测定放射性强度。鱼类食物碳代谢排放的总和为24h净化过程中产生的DO14C、14CO2、P14C的总和,可表示为F14Crelease=A0–A1=FDO14C+F14CO2+FP14C,A0表示鱼体摄入饵料14C的总量,A1表示净化结束后鱼体14C含量,FDO14C、F14CO2、FP14C分别表示来自食物碳排放的分泌DO14C量、呼吸14CO2量和排便P14C量,(A0–A1)/(FDO14C+F14CO2+FP14C)的值可以表征实测食物碳排放的回收率,用于评估食物碳代谢排放测定的精确度。
需要说明的是,对于身体碳代谢排放量的计算,选取和食物碳代谢排放实验相同的海洋小鱼进行说明。以14C标记的浮游动物连续喂食小鱼15天,喂食结束后,收集5条小鱼,用过滤的海水清洗后,分别装入5个闪烁瓶中,用于测定摄入的总14C,其余样品分别转移到装有25mL过滤海水的烧杯中净化8天,净化期间喂食未被14C标记的浮游动物,饵料密度要与食物碳代谢排放的实验相同。净化期间,每天取样一次,每次取样5个平行。每次收集鱼样后,用0.22μm的聚醚砜膜(Millipore,USA)过滤所有水样,收集滤膜至闪烁瓶中用于测定P14C,取3mL滤液至闪烁瓶中用于测定DO14C,取5mL滤液用于收集测定LMWDO14C,另取15mL滤液用于收集测定14CO2。收集完毕后,其余小鱼分别转移到装有25mL过滤海水的烧杯中,喂食相同密度未被14C标记的浮游动物。所有样品的收集、处理、检测方法与食物碳代谢排放的处理相同。根据质量守恒原理,鱼体身体碳代谢排放量B14Crelease=B0–B1=BDO14C+B14CO2+BP14C,B0表示鱼体初始的14C总量,B1表示净化结束后鱼体14C含量,BDO14C、B14CO2、BP14C分别表示来自身体碳排放的分泌DO14C量、呼吸14CO2量、排便和繁殖P14C量,(B0–B1)/(BDO14C+B14CO2+BP14C)的值可以表征实测身体碳排放的回收率,用于评估身体碳代谢排放测定的精确度。
需要说明的是,关于浮游动物的干湿重和含碳量的计算,本发明提出的鱼类碳代谢排放概念模型,应用中需要饵料生物的干重和含碳量。取一定量的浮游动物,计数并称湿重,湿重测定方法如下:取一定量的浮游动物,计数;取一块筛绢,称其干重,浸水,称其湿重;再用筛绢收集浮游动物,用吸水纸吸取多余的水分,称重,然后减去筛绢的湿重,再除以浮游动物的总数,即可获取单个浮游动物的湿重。干重测定方法如下:将筛绢和浮游动物置于冷冻烘干机中进行烘干,48h后取出,称重后减去筛绢的干重,再除以浮游动物的总数,即可获取单个浮游动物的干重。浮游动物含碳量的测定方法如下:用元素分析仪(Flash2000,ThermoScientific,Germany)测定冷冻烘干后的浮游动物,即可获取浮游动物单位质量的含碳量。
结合鱼类食物碳代谢排放和身体碳代谢排放以及饵料生物的干湿重和含碳量数据,可建立鱼类碳代谢排放参数化模型,参数化描述鱼类的碳代谢排放。
本发明第二方面公开了一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放模型,其特征在于,碳代谢排放模型的公式为:
Crelease=FCrelease+BCrelease
=(FDOC+FPC+FCO2)+(BDOC+BPC+BCO2)
其中,Crelease表示鱼类的总碳排放量,单位为μgC/mg;FCrelease表示鱼类外源食物碳的排放量,单位为μgC/mg;BCrelease表示鱼类内源身体碳的排放量,单位为μgC/mg,FDOC、FPC、FCO2分别表示来自食物碳排放的分泌DOC、排便PC和呼吸CO2量,BDOC、BPC、BCO2分别表示来自身体碳排放的分泌DOC、排便和繁殖PC、呼吸CO2量。
根据本发明实施例,构建数据库,根据数据库中存储的数据自动估算目标海域中层鱼各形态碳的排放量,具体为:
获取各大洋中层的温度、盐度等环境数据,以及中层鱼的大小、体重、日摄食、饵料生物含碳量数据,根据所述中层鱼相关数据选取各海域以浮游动物为食的小型海洋鱼类作为目标鱼类,对目标鱼类取样并进行相关实验;
模拟各海域中层的现场温度,结合鱼类碳代谢排放模型和14C示踪技术,根据实验获取小型海洋模式鱼类的摄食率,食物碳代谢的吸收效率、同化效率、同化速率、排空率以及DOC、PC、CO2的排放比例和排放速率,身体碳的代谢周转率以及DOC、PC、CO2的排放比例和排放速率;
构建数据库,将实验中获取的数据进行结构化处理,存储到所述数据库中,通过所述数据库对目标海域中层鱼各形态碳排放量进行估算;
获取目标海域的地理信息及海洋信息,根据所述地理信息及海洋信息建立检索标签,通过大数据手段获取相似度符合预设标准的数据,根据数据提取目标海域中层鱼的生物量,目标海域中层的温度和盐度,中层鱼在不同温度下对应的日摄食量,中层鱼和浮游动物的含碳量;
另外,根据目标海域的地理信息及鱼类信息在数据库中进行相似度计算,获取目标海域中层鱼食物碳代谢的吸收效率、同化效率、同化速率、排空率以及DOC、PC、CO2的排放比例和排放速率,身体碳的代谢周转率以及DOC、PC、CO2的排放比例和排放速率;
通过大数据及数据库中检索得到的数据,结合鱼类内外源碳代谢排放模型,分别计算得出目标海域中层鱼食物碳和身体碳代谢排放的DOC、PC、CO2的量。
以往模型无法区分鱼类外源食物碳和内源身体碳的代谢排放,本发明提出的鱼类碳代谢排放概念模型,结合放射性14C示踪技术,不仅可量化区分鱼类内外源碳的代谢排放,还可准确示踪生物体代谢产生的无机碳和有机碳的流向,获得更为全面的鱼类碳代谢排放参数。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所记载的设备和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元;既可以位于一个地方,也可以分布到多个网络单元上;可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中,也可以是各单元分别单独作为一个单元,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中;上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:移动存储设备、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者,本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放模型的构建方法,其特征在于,包括以下步骤:
将目标鱼类禁食24h,根据目标鱼类的种类信息确定喂食时间,在暗处利用14C标记的浮游动物对目标鱼类进行喂食,获取目标鱼类的分泌DO14C样本、排便P14C样本和呼吸14CO2样本,通过预设处理检测方法后测定样本中放射性强度获取鱼类食物碳代谢排放量;
选取与食物碳代谢排放量测定相同的饵料密度对目标鱼类进行喂食,并获取相同的样本根据预设处理检测方法进行测定,根据质量守恒原理获取鱼类身体碳代谢排放量;
获取单个浮游动物的干重及湿重,并确定浮游动物单位质量的含碳量;
结合鱼类食物碳代谢排放量和身体碳代谢排放量以及浮游动物的干湿重和含碳量数据,建立鱼类碳代谢排放参数化模型,参数化描述鱼类的碳代谢排放;
对于收集的浮游动物、鱼类及分泌DO14C样本、排便P14C样本、呼吸14CO2样本根据预设处理方式进行处理;
获取处理后的所有14C样品加入9mL闪烁液,摇匀后在暗环境中静置12h,然后用液体闪烁计数仪测定放射性强度;
鱼类食物碳代谢排放的总和为24h净化过程中产生的DO14C、14CO2、14PC的总和F14Crelease,表示为F14Crelease=A0–A1=FDO14C+F14CO2+FP14C,其中,A0表示鱼体摄入饵料14C的总量,A1表示净化结束后鱼体14C含量,FDO14C、F14CO2、FP14C分别表示来自食物碳排放的分泌DO14C量、呼吸14CO2量和排便P14C量;
选取与食物碳代谢排放量测定相同的饵料密度对鱼类进行喂食,并获取相同的样本根据预设处理检测方法进行测定,根据质量守恒原理获取鱼类身体碳代谢排放量,具体为:
以14C标记的浮游动物连续喂食目标鱼类15天,喂食结束后,收集n条目标鱼类,用过滤的海水清洗后,用于测定摄入的总14C,n为常数且n≥5;
其余目标鱼类分别转移到装有预设质量过滤海水的容器中净化8天,净化期间喂食未被14C标记的浮游动物,饵料密度与食物碳代谢排放量测定时相同;
净化期间,每天进行取样,对水样进行过滤后,获取对应的分泌DO14C样本、排便和繁殖P14C样本及呼吸14CO2样本;
收集完毕后,其余目标鱼类分别转移到装有预设质量过滤海水的容器中,喂食相同密度未被14C标记的浮游动物;
选取与食物碳代谢排放量测定相同的饵料密度对鱼类进行喂食,并获取相同的样本根据预设处理检测方法进行测定,根据质量守恒原理获取鱼类身体碳代谢排放量,具体为:
所有样品的收集、处理、检测方法与食物碳代谢排放量测定的处理相同;
根据质量守恒原理,鱼类身体碳代谢排放量B14Crelease,表示为:B14Crelease=B0–B1=BDO14C+B14CO2+BP14C,其中,B0表示鱼体初始的14C总量,B1表示净化结束后鱼体14C含量,BDO14C、B14CO2、BP14C分别表示来自身体碳排放的分泌DO14C量、呼吸14CO2量、排便和繁殖P14C量;
在食物碳代谢排放量测定中,通过计算(A0–A1)/(FDO14C+F14CO2+FP14C)的值表征实测食物碳排放的回收率,用于评估食物碳代谢排放测定的精确度,A0表示鱼体摄入饵料14C的总量,A1表示净化结束后鱼体14C含量,FDO14C、F14CO2、FP14C分别表示来自食物碳排放的分泌DO14C量、呼吸14CO2量和排便P14C量;
在身体碳代谢排放量测定中,通过计算(B0–B1)/(BDO14C+B14CO2+BP14C)的值表征实测身体碳排放的回收率,用于评估身体碳代谢排放测定的精确度,B0表示鱼体初始的14C总量,B1表示净化结束后鱼体14C含量,BDO14C、B14CO2、BP14C分别表示来自身体碳排放的分泌DO14C量、呼吸14CO2量、排便和繁殖P14C量;
碳代谢排放的模型为:
Crelease=FCrelease+BCrelease
=(FDOC+FPC+FCO2)+(BDOC+BPC+BCO2)
其中,Crelease表示鱼类的总碳排放量,单位为μgC/mg;FCrelease表示鱼类外源食物碳的排放量,单位为μgC/mg;BCrelease表示鱼类内源身体碳的排放量,单位为μgC/mg,FDOC、FPC、FCO2分别表示来自食物碳排放的分泌DOC、排便PC和呼吸CO2量,BDOC、BPC、BCO2分别表示来自身体碳排放的分泌DOC、排便和繁殖PC、呼吸CO2量。
2.根据权利要求1所述的一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放模型的构建方法,其特征在于,选取目标鱼类禁食24小时,将预设数量的目标鱼类转移到装有预设质量海水的容器中,每个容器中放置一条目标鱼类;
根据目标鱼类的种类信息获取摄食到排便时间间隔,通过所述时间间隔确定喂食时间;
喂食结束后,收集剩余的14C标记的浮游动物用于测定喂食饵料的14C强度。
3.根据权利要求1所述的一种区分计算鱼类内外源碳代谢排放模型的构建方法,其特征在于,获取鱼类的分泌DO14C样本、排便P14C样本和呼吸14CO2样本,具体为:
每次收集n条目标鱼类,通过过滤的海水清洗,用于测定摄入的总的14C,n为常数且n≥5;
其余目标鱼类转移到装有预设质量海水的容器中,喂食相同密度未被14C标记的浮游动物,并分别于2、4、8、16、24h取样;
收集鱼样后,对海水进行过滤,收集滤膜用于测定排便P14C,收集滤液用于测定分泌DO14C及呼吸14CO2,获取对应的分泌DO14C样本、排便P14C样本和呼吸14CO2样本。
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