[發明專利]一種魚類窒息死亡風險的確定方法及系統

有效

• 申請號: 201810338327.8
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108668962B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 孟耀斌;逯超;周凌峰;葉琬;伍甘霖
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: A01K61/10
• 分類號: A01K61/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明公開了一種魚類窒息死亡風險的確定方法及系統。該方法包括：獲取密閉環境下的魚類數據和水體數據；建立耗氧速率預測模型和非魚氧平衡模型；利用耗氧速率預測模型和非魚氧平衡模型建立溶解氧濃度動態模型；建立窒息點預測模型；利用溶解氧濃度動態模型預測待預測水體的溶解氧濃度的動態軌跡；利用窒息點預測模型預測待預測水體中魚類的窒息點；判斷窒息點預測值是否小于或等于溶解氧濃度的動態軌跡中最小的溶解氧濃度值；若是，則待預測水體中的魚類不存在窒息死亡風險；若否，則確定大于最小的溶解氧濃度值的窒息點預測值對應的體重的魚類存在窒息死亡風險。本發明能夠確定水體缺氧條件下不同魚種的死亡風險，且可靠性高。

技術領域

本發明涉及水生態風險分析技術領域，特別是涉及一種魚類窒息死亡風險的確定方法及系統。

背景技術

無論自然水體還是水產養殖，缺氧都會對其中魚類的生存形成脅迫，嚴重條件下會出現魚大量死亡的后果。水體中溶解氧(dissolved oxygen,DO)的濃度是由氧的供應(水體植物光合作用，大氣復氧)和氧的消耗(水體中各類生物的呼吸作用)所構成的氧平衡所決定的。當不利環境條件出現時，氧供應低下至不足以抵消氧消耗且該條件持續一定時間時，DO會持續下降，魚類的生命受到缺氧脅迫，嚴重時，則魚類會由于窒息而死亡。這種不利條件包括但不限于以下情形：(1)臺風暴雨等氣象過程前夕，太陽輻照持續低下，水溫下降，光合作用不足；另一方面氣壓低大氣復氧不足；(2)陰雨連綿，太陽輻照持續低下，水溫下降，光合作用不足；(3)季節變化或氣象過程導致的氣溫突降，表水層轉涼引發水體下部貧氧水團上升；(4)降水洪水過程后，大量營養鹽進入水體引發旺盛的微生物呼吸作用。

事實上，上述缺氧情形本身是自然變動性的表現，這種變動性決定了完全避免缺氧脅迫既不可能也無必要。但是，基于對缺氧所造成的損失(經濟損失或生態價值損失)的理解而在可接受成本范圍內予以必要干預，是可能的，也是防范極端嚴重損失風險的合理策略。考慮到魚類作為自然水體或養殖水體生態系統中的消費者，在維系生態系統結構和功能方面具有重要生態價值，其中相當部分魚類還具有重要的經濟價值。因此，研究魚的窒息死亡過程具有重要的生態環境意義和經濟意義。

國內外針對某特定魚類的窒息過程研究很多，但自然水體中往往包括多種魚類共存，養殖水體中也常常有多種魚混養的狀況，僅以某特定魚類的窒息研究進行魚類窒息死亡風險的防范很難奏效。目前，在水體過程性缺氧條件下，對魚類窒息死亡風險的確定，尚缺乏全面的模型刻畫，主要存在以下缺點：缺乏關于不同魚種在缺氧條件下的呼吸速率模型；缺乏刻畫不同魚種在面臨某種缺氧脅迫(如以DO表示)時的脆弱性模型。這就導致了目前無法分析水體缺氧條件下不同魚種面臨不同程度窒息死亡脅迫時的死亡風險，在非穩定缺氧的水環境中尤其如此。這種風險分析工具的缺失，意味著在實際工作中不能有效防范魚類大量死亡的風險，也不能有效識別干預時機，無法有效避免魚大量死亡形成的生態災難過程或經濟損失事件。

發明內容

基于此，有必要提供一種魚類窒息死亡風險的確定方法及系統，以實現對水體缺氧條件下不同魚種面臨不同程度窒息死亡脅迫時的死亡風險的確定，提高水體魚類窒息死亡風險分析的可靠性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種魚類窒息死亡風險的確定方法，包括：

獲取密閉環境下的魚類數據和水體數據，所述魚類數據包括每種魚類的耗氧速率、窒息點和平均體重，所述水體數據包括溶解氧濃度和水溫，所述窒息點為魚類開始出現死亡時對應的溶解氧濃度值；

依據所述耗氧速率、所述平均體重、所述溶解氧濃度和所述水溫建立耗氧速率預測模型；

依據大氣復氧量、水生植物光合作用產氧量和呼吸耗氧量、過飽和水體溶解氧溢出量、水體呼吸耗氧量和底泥呼吸耗氧量建立非魚氧平衡模型；

利用所述耗氧速率預測模型和所述非魚氧平衡模型建立溶解氧濃度動態模型；