[发明专利]一种基于鱼致死函数的鱼死亡风险确定方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于鱼致死函数的鱼死亡风险确定方法及系统。该方法包括：获取密闭环境下的鱼类数据、水体数据和非鱼氧平衡数据；依据鱼类数据、水体数据和非鱼氧平衡数据建立溶解氧浓度变化函数；依据鱼类数据和水体数据，建立鱼致死函数；利用溶解氧浓度变化函数和鱼致死函数建立缺氧窒息动态变化预测模型；利用缺氧窒息动态变化预测模型在预设时间内对待预测水体的溶解氧浓度的动态轨迹和待预测水体中每种鱼死亡数量动态轨迹进行预测；利用溶解氧浓度的动态轨迹和鱼死亡数量动态轨迹确定鱼死亡风险。本发明能够综合溶解氧浓度和鱼死亡数量的动态轨迹共同确定水体缺氧条件下不同鱼种面临不同程度窒息死亡胁迫时的死亡风险，可靠性高。

技术领域

本发明涉及水生态风险分析技术领域，特别是涉及一种基于鱼致死函数的鱼死亡风险确定方法及系统。

背景技术

无论自然水体还是水产养殖，缺氧都会对其中鱼类的生存形成胁迫，严重条件下会出现鱼大量死亡的后果。水体中溶解氧(dissolved oxygen,DO)的浓度是由氧的供应(水体植物光合作用，大气复氧)和氧的消耗(水体中各类生物的呼吸作用)所构成的氧平衡所决定的。当不利环境条件出现时，氧供应低下至不足以抵消氧消耗且该条件持续一定时间时，DO会持续下降，鱼类的生命受到缺氧胁迫，严重时，则鱼类会由于窒息而死亡。这种不利条件包括但不限于以下情形：(1)台风暴雨等气象过程前夕，太阳辐照持续低下，水温下降，光合作用不足；另一方面气压低大气复氧不足；(2)阴雨连绵，太阳辐照持续低下，水温下降，光合作用不足；(3)季节变化或气象过程导致的气温突降，表水层转凉引发水体下部贫氧水团上升；(4)降水洪水过程后，大量营养盐进入水体引发旺盛的微生物呼吸作用。

事实上，上述缺氧情形本身是自然变动性的表现，这种变动性决定了完全避免缺氧胁迫既不可能也无必要。但是，基于对缺氧所造成的损失(经济损失或生态价值损失)的理解而在可接受成本范围内予以必要干预，是可能的，也是防范极端严重损失风险的合理策略。考虑到鱼类作为自然水体或养殖水体生态系统中的消费者，在维系生态系统结构和功能方面具有重要生态价值，其中相当部分鱼类还具有重要的经济价值。因此，研究鱼的窒息死亡过程具有重要的生态环境意义和经济意义。

国内外针对某特定鱼类的窒息过程研究很多，但自然水体中往往包括多种鱼类共存，养殖水体中也常常有多种鱼混养的状况，仅以某特定鱼类的窒息研究进行鱼类窒息死亡风险的防范很难奏效。目前，在水体过程性缺氧条件下，对鱼类窒息死亡风险的确定，尚缺乏全面的模型刻画，主要存在以下缺点：缺乏关于不同鱼种在缺氧条件下的溶解氧浓度与数量随时间动态变化的模型，因此，无法定量分析缺氧条件下水体中所含不同鱼种面临窒息死亡风险的差异及其发展过程；如果缺氧程度本身也在动态变化，则其中鱼类窒息死亡风险的定量刻画更为困难。这种围绕鱼窒息死亡风险分析工具的缺失，意味着在实际工作中不能有效防范鱼类大量死亡的风险，也不能有效识别干预时机，无法有效避免鱼大量死亡形成的生态灾难过程或经济损失事件。

发明内容

基于此，有必要提供一种基于鱼致死函数的鱼死亡风险确定方法及系统，以实现对水体缺氧条件下不同鱼种面临不同程度窒息死亡胁迫时的死亡风险的确定，大大提高水体鱼类窒息死亡风险分析的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于鱼致死函数的鱼死亡风险确定方法，包括：

获取密闭环境下的鱼类数据、水体数据和非鱼氧平衡数据；所述鱼类数据包括每种鱼的数量和每种鱼的平均体重，所述水体数据包括溶解氧浓度和水温，所述非鱼氧平衡数据包括大气复氧量、水生植物光合作用产氧量和呼吸耗氧量、过饱和水体溶解氧溢出量、水体呼吸耗氧量和底泥呼吸耗氧量；

依据所述鱼类数据、所述水体数据和所述非鱼氧平衡数据建立溶解氧浓度变化函数；

依据所述鱼类数据和所述水体数据，建立鱼致死函数；

利用所述溶解氧浓度变化函数和所述鱼致死函数建立缺氧窒息动态变化预测模型；