CN117035227A - 一种扇贝养殖容量的快速评估方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种扇贝养殖容量的快速评估方法和系统，属于水产养殖、海洋生态保护领域，本发明首先确定评估海域的海域参数，所述评估海域按照养殖规划范围进行确定或者根据需求划定；计算更新评估海域所有水体所需时间RT、贝类滤水时间CT、浮游植物周转时间PPT；当CT≤RT时，令CT＝PPT，反推计算扇贝产量，作为扇贝养殖容量的评估值。本发明可以依据较少的数据对目标区域的扇贝养殖量进行快速评估，计算养殖容量大小，可操作性好、便捷、时效性较强。
Description
技术领域
本发明属于水产养殖、海洋生态保护领域，尤其是涉及一种扇贝养殖容量的快速评估方法和系统。
背景技术
扇贝养殖在推动渔业经济增长、促进捕捞渔民转产转业等方面可以发挥重要作用，为了实现扇贝养殖业的稳健发展，扇贝养殖产业要从规模数量型向质量效益型转变，由单纯追求经济效益向经济效益、社会效益和生态效益并重转变。其中，扇贝养殖容量的评估对于扇贝养殖产业转变质量效益型是非常重要的。
扇贝养殖容量评估的传统方法是通过大量的数据来建模分析，判断研究区域的养殖量是否超载以及计算养殖容量大小，虽然结果较为精准，但是可操作性、便捷性、时效性较差。
现有技术中，还有通过Dame指标法(根据食物限制要素建立的养殖容量评估的静态方法)，结合Herman模型，模拟物理环境、初级生产、贝类摄食之间的关系，对扇贝养殖容量进行估算，该方法虽然无须大量的数据，但是需要对其所需的参数进行比较复杂的调查和检测，例如叶绿素a的时空分布特征等，在一定程度上也影响了扇贝养殖容量评估的时效性。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种扇贝养殖容量的快速评估方法和系统，可以依据较少的数据对目标区域的扇贝养殖量进行快速评估，计算养殖容量大小。
本发明具体是通过如下技术方案实现的：
一种扇贝养殖容量的快速评估方法，所述方法包括以下步骤:
(1)确定评估海域的海域参数，所述评估海域按照养殖规划范围进行确定或者根据需求划定；
(2)计算更新评估海域所有水体所需时间RT、贝类滤水时间CT、浮游植物周转时间PPT；当CT≤RT时,即贝类滤水时间小于更新评估海域所有水体所需时间时，令CT＝PPT，即贝类滤水时间等于浮游植物周转时间时，反推计算扇贝产量，作为扇贝养殖容量的评估值；
进一步的，本发明提出一种扇贝养殖容量的快速评估方法，所述更新评估海域所有水体所需时间RT的计算方法为：RT＝V水/Tiavg×S水，所述V水代表评估海域水体体积，Tiavg代表平均潮差，S水代表评估海域水体面积；
更进一步的，所述贝类滤水时间CT的计算方法为：CT＝V水/Lscallop，所述V水代表评估海域水体体积，Lscallop代表扇贝群体滤水能力；所述扇贝群体滤水能力Lscallop的计算方法为Lscallop＝L×T×a，所述L代表扇贝单体平均滤水能力，T代表扇贝产量，a代表扇贝出肉率；
更进一步的，所述浮游植物周转时间PPT的计算方法为：PPT＝b×Cchla×V水/PP，所述b代表每毫克叶绿素a转换为毫克碳的系数，Cchla代表评估海域叶绿素a的含量平均值，PP代表评估海域浮游植物初级生产力总量；所述评估海域浮游植物初级生产力总量PP的计算方法为PP＝P×S水，所述P代表评估海域初级生产力平均值，S水代表评估海域水体面积；所述评估海域初级生产力平均值P的计算方法为P＝PsED/2，所述Ps代表表层水中浮游植物的潜在生产力，E代表真光层的深度，D代表白昼时间的长短；所述表层水中浮游植物的潜在生产力Ps根据表层水中叶绿素a的含量计算：Ps＝CaQ，所述Ca代表表层叶绿素a的含量，Q代表同化系数；
更进一步的，所述反推计算扇贝产量的计算方法为Tmax＝c×d×S水×P/(Cchla×L×a×b)，所述Tmax为CT＝PPT时的扇贝产量，作为扇贝养殖容量的评估值；所述S水代表评估海域水体面积，P代表评估海域初级生产力平均值，Cchla代表评估海域叶绿素a的含量平均值，c代表有效养殖月数，d代表有效养殖面积比例。
本发明另一方面还提出了一种扇贝养殖容量的快速评估系统，包括：
海域参数确定模块，确定评估海域的海域参数；
计算评估模块，计算更新评估海域所有水体所需时间RT、贝类滤水时间CT、浮游植物周转时间PPT；根据生物指标模型，当CT≤RT时，令CT＝PPT，即贝类滤水时间等于浮游植物周转时间时，反推计算扇贝产量，作为扇贝养殖容量的评估值；
进一步的，所述计算评估模块中，所述更新评估海域所有水体所需时间RT为：RT＝V水/Tiavg×S水，所述V水代表评估海域水体体积，Tiavg代表平均潮差，S水代表评估海域水体面积；
更进一步的，所述计算评估模块中，所述贝类滤水时间CT为：CT＝V水/Lscallop，所述V水代表评估海域水体体积，Lscallop代表扇贝群体滤水能力；所述扇贝群体滤水能力Lscallop的计算方法为Lscallop＝L×T×a，所述L代表扇贝单体平均滤水能力，T代表扇贝产量，a代表扇贝出肉率；
更进一步的，所述计算评估模块中，所述浮游植物周转时间PPT的计算方法为：PPT＝b×Cchla×V水/PP，所述b代表每毫克叶绿素a转换为毫克碳的系数，Cchla代表评估海域叶绿素a的含量平均值，PP代表评估海域浮游植物初级生产力总量；所述评估海域浮游植物初级生产力总量PP的计算方法为PP＝P×S水，所述P代表评估海域初级生产力平均值，S水代表评估海域水体面积；所述评估海域初级生产力平均值P的计算方法为P＝PsED/2，所述Ps代表表层水中浮游植物的潜在生产力，E代表真光层的深度，D代表白昼时间的长短；所述表层水中浮游植物的潜在生产力Ps根据表层水中叶绿素a的含量计算：Ps＝CaQ，所述Ca代表表层叶绿素a的含量，Q代表同化系数；
更进一步的，所述计算评估模块中，所述反推计算扇贝产量的计算方法为Tmax＝c×d×S水×P/(Cchla×L×a×b)，所述Tmax为CT＝PPT时的扇贝产量，作为扇贝养殖容量的评估值；所述S水代表评估海域水体面积，P代表评估海域初级生产力平均值，Cchla代表评估海域叶绿素a的含量平均值，c代表有效养殖月数，d代表有效养殖面积比例。
本发明与现有技术项目带来的有益效果是：
本发明所述的一种扇贝养殖容量的快速评估方法和系统，所需数据较少，大部分数据均可从当地统计年鉴和常规监测报告中获取，可简单快速评估扇贝养殖海域的养殖量是否超过环境容量。当未超过或者超过时，可以对养殖海域的养殖容量进行估算，估算结果可以作为合理安排扇贝养殖生产活动的合理依据。本发明可操作性好、便捷、时效性较强。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的技术流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的设计思想在于：在Dame指标法的基础上，采用较少的、可以从当地统计年鉴和常规监测报告中获取的数据，直接对扇贝养殖容量进行快速评估。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明提供了一种扇贝养殖容量的快速评估方法和应用，主要包括以下步骤：
(1)确定研究区域面积
确定评估海域的海域参数；
(2)构建生物指标评估模型
贝类养殖容量与许多因素有关，其中最主要的是贝类对其饵料—浮游植物的生物量、生长和营养价值的反馈作用这方面因素。双壳贝类也往往是滤食性生物的优势类群，它们的摄食活动被认为是导致浮游植物密度降低的主要原因之一，因为在理论上，只要贝类对所处水体中饵料的滤清时间与浮游植物的周转时间相当而小于水体的更新周期，就可以导致浮游植物生物量显著降低。本发明根据限制指标的数值，评估海湾扇贝的养殖生产活动是否达到生态容量、养殖容量。
如图1所示，首先需要比较更新评估海域所有水体所需时间RT和贝类滤水时间CT的快慢，所述贝类滤水时间CT是指贝类将评估海域所有水过滤一遍所需的时间，图1中的海水更新时间即是所述更新评估海域所有水体所需时间RT。
当CT＞RT时说明海水更新时间快于贝类滤水时间，养殖贝类的生物量低于养殖容量，贝类对生态系统的影响较小；
若CT≤RT，则需比较贝类滤水时间CT与浮游植物周转时间PPT的大小关系：
当CT/PPT＞20时，则低于生态容量，所述生态容量即养殖生态容量，保证生态系统的物质和能量流动、不破坏食物网的结构为前提的扇贝养殖量；
当CT/PPT＝20时，此时生物量为生态容量；
当CT/PPT＝1时，此时生物量为生产容量，所述生产容量为养殖生产容量：在已经高度开发的养殖生态系统中,可维持最高产量同时又不影响生长速率的养殖密度；或维持最大商品贝类产量的养殖密度的扇贝养殖量。
计算养殖容量，令CT＝PPT，反推出此时的生物量为多少，此时的水产养殖量为养殖容量。
(3)通过现场实地采样和数据搜集整理获得模型中的相关参数带入步骤(2)的模型中，得出养殖现状是否达到养殖容量。
本实施例中提供上述方法对某市扇贝海水养殖容量快速评估的方法，某市海水养殖的主要养殖品种为海湾扇贝，具体步骤如下：
(1)确定研究区域面积
某市扇贝养殖面积为313平方公里，规划养殖区域面积为620平方公里，开发利用率为50.42％。平均水深15.26米，养殖海域水体为9.48×109m3。最大潮差0.96-1.5米，平均潮差0.67米。
(2)模型公式和参数
表1养殖容量计算公式和定义
(3)通过实地采样实验分析的数据和收集来的数据带入表1所构建的计算公式，可快速评价研究区域是否达到养殖容量，同时可进一步计算研究区域的养殖容量。
表2该模型计算所需的参数
本发明具体实施例如下:
步骤1：计算CT/RT
CT：贝类滤水时间，为评估海域的总水体与贝类群体滤水能力的比值；
RT：更新评估海域所有水体所需时间，为评估海域水体体积除以平均潮差与评估海域水体面积的乘积；
根据研究结果可知海湾扇贝的单位滤水率在0.24-0.9L/(g·h)，平均单位体重滤水率为0.57L/(g·h)，某市常规扇贝养殖品种出肉率约为：14％，某市2020年扇贝产量为231773t，因此某市海水养殖扇贝群体滤水率为1.85×107m3/h。
CT＝21.36d
RT＝22.78d
CT/RT＝0.94
根据生物指标法，CT/RT小于1，海水更新时间慢于贝类滤水时间，贝类养殖对浮游生态系统具有影响，需要计算CT/PPT。
步骤2：计算CT/PPT
计算公式：
PPT＝kc/chla×Cchla/PP
式中：
PPT—浮游植物周转时间，单位为小时(h)；Cchla代表评估海域叶绿素a的含量平均值，单位为毫克每方(mg m-3)；kc/chla代表每毫克叶绿素a转换为毫克碳的系数，取值为80；PP代表浮游植物初级生产力总量，单位为毫克碳每立方米每小时(mgC m-3h-1)。
浮游植物现存量为：
PPT＝浮游植物现存量/初级生产力＝2.25d
CT/PPT＝9.47
步骤3：养殖容量现状评估分析
根据2020-2021年海洋环境调查数据和文献搜集的相关扇贝养殖数据，利用生物指标法计算得出，CT/PPT＝9.47，说明基于2020年的扇贝养殖情况，某市的开放式扇贝养殖量介于生态容量与生产容量之间。假设某市现有养殖量达到养殖容量(为T，单位t),此时CT＝PPT。
根据表1公式，Tmax＝c×d×S水×P/(Cchla×L×a×b)带入表2参数取值。
可算出Tmax＝49.42万吨。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种扇贝养殖容量的快速评估方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤:
S1、确定评估海域的海域参数，所述评估海域按照养殖规划范围进行确定或者根据需求划定；
S2、计算更新评估海域所有水体所需时间RT、贝类滤水时间CT、浮游植物周转时间PPT；当CT≤RT时，令CT＝PPT，反推计算扇贝产量，作为扇贝养殖容量的评估值。
2.如权利要求1所述的扇贝养殖容量的快速评估方法，其特征在于，步骤S2中所述更新评估海域所有水体所需时间RT的计算方法为：RT＝V水/Tiavg×S水，所述V水代表评估海域水体体积，Tiavg代表平均潮差，S水代表评估海域水体面积。
3.如权利要求1所述的扇贝养殖容量的快速评估方法，其特征在于，步骤S2中所述贝类滤水时间CT的计算方法为：CT＝V水/Lscallop，所述V水代表评估海域水体体积，Lscallop代表扇贝群体滤水能力；所述扇贝群体滤水能力Lscallop的计算方法为Lscallop＝L×T×a，所述L代表扇贝单体平均滤水能力，T代表扇贝产量，a代表扇贝出肉率。
4.如权利要求1所述的扇贝养殖容量的快速评估方法，其特征在于，步骤S2中所述浮游植物周转时间PPT的计算方法为：PPT＝b×Cchla×V水/PP，所述b代表每毫克叶绿素a转换为毫克碳的系数，Cchla代表评估海域叶绿素a的含量平均值，PP代表评估海域浮游植物初级生产力总量；所述评估海域浮游植物初级生产力总量PP的计算方法为PP＝P×S水，所述P代表评估海域初级生产力平均值，S水代表评估海域水体面积；所述评估海域初级生产力平均值P的计算方法为P＝PsED/2，所述Ps代表表层水中浮游植物的潜在生产力，E代表真光层的深度，D代表白昼时间的长短；所述表层水中浮游植物的潜在生产力Ps根据表层水中叶绿素a的含量计算：Ps＝CaQ，所述Ca代表表层叶绿素a的含量，Q代表同化系数。
5.如权利要求1所述的扇贝养殖容量的快速评估方法，其特征在于，步骤S2中所述反推计算扇贝产量的计算方法为Tmax＝c×d×S水×P/(Cchla×L×a×b)，所述Tmax为CT＝PPT时的扇贝产量，作为扇贝养殖容量的评估值；所述S水代表评估海域水体面积，P代表评估海域初级生产力平均值，Cchla代表评估海域叶绿素a的含量平均值，c代表有效养殖月数，d代表有效养殖面积比例。
6.一种扇贝养殖容量的快速评估系统，其特征在于：包括：
海域参数确定模块，确定评估海域的海域参数；
计算评估模块，计算更新评估海域所有水体所需时间RT、贝类滤水时间CT、浮游植物周转时间PPT；根据生物指标模型，当CT≤RT时，令CT＝PPT，即贝类滤水时间等于浮游植物周转时间时，反推计算扇贝产量，作为扇贝养殖容量的评估值。
7.如权利要求6所述的扇贝养殖容量的快速评估系统，其特征在于，所述计算评估模块中，所述更新评估海域所有水体所需时间RT为：RT＝V水/Tiavg×S水，所述V水代表评估海域水体体积，Tiavg代表平均潮差，S水代表评估海域水体面积。
8.如权利要求6所述的扇贝养殖容量的快速评估系统，其特征在于，所述计算评估模块中，所述贝类滤水时间CT为：CT＝V水/Lscallop，所述V水代表评估海域水体体积，Lscallop代表扇贝群体滤水能力；所述扇贝群体滤水能力Lscallop的计算方法为Lscallop＝L×T×a，所述L代表扇贝单体平均滤水能力，T代表扇贝产量，a代表扇贝出肉率。
9.如权利要求6所述的扇贝养殖容量的快速评估系统，其特征在于，所述计算评估模块中，所述浮游植物周转时间PPT的计算方法为：PPT＝b×Cchla×V水/PP，所述b代表每毫克叶绿素a转换为毫克碳的系数，Cchla代表评估海域叶绿素a的含量平均值，PP代表评估海域浮游植物初级生产力总量；所述评估海域浮游植物初级生产力总量PP的计算方法为PP＝P×S水，所述P代表评估海域初级生产力平均值，S水代表评估海域水体面积；所述评估海域初级生产力平均值P的计算方法为P＝PsED/2，所述Ps代表表层水中浮游植物的潜在生产力，E代表真光层的深度，D代表白昼时间的长短；所述表层水中浮游植物的潜在生产力Ps根据表层水中叶绿素a的含量计算：Ps＝CaQ，所述Ca代表表层叶绿素a的含量，Q代表同化系数。
10.如权利要求6所述的扇贝养殖容量的快速评估系统，其特征在于，所述计算评估模块中，所述反推计算扇贝产量的计算方法为Tmax＝c×d×S水×P/(Cchla×L×a×b)，所述Tmax为CT＝PPT时的扇贝产量，作为扇贝养殖容量的评估值；所述S水代表评估海域水体面积，P代表评估海域初级生产力平均值，Cchla代表评估海域叶绿素a的含量平均值，c代表有效养殖月数，d代表有效养殖面积比例。
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| CN202310900609.3A CN117035227A (zh) | 2023-07-21 | 2023-07-21 | 一种扇贝养殖容量的快速评估方法和系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117035227A true CN117035227A (zh) | 2023-11-10 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310900609.3A Pending CN117035227A (zh) | 2023-07-21 | 2023-07-21 | 一种扇贝养殖容量的快速评估方法和系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117493860A (zh) * | 2024-01-03 | 2024-02-02 | 自然资源部第一海洋研究所 | 一种海洋贝类养殖生态容量评估方法及系统 |
-
2023
- 2023-07-21 CN CN202310900609.3A patent/CN117035227A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117493860A (zh) * | 2024-01-03 | 2024-02-02 | 自然资源部第一海洋研究所 | 一种海洋贝类养殖生态容量评估方法及系统 |
| CN117493860B (zh) * | 2024-01-03 | 2024-04-26 | 自然资源部第一海洋研究所 | 一种海洋贝类养殖生态容量评估方法及系统 |
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