[发明专利]一种海洋贝类养殖碳汇评估模型的构建方法及应用

说明书

本发明公开一种海洋贝类养殖碳汇评估模型的构建方法及应用，其构建方法包括：S1、根据贝类养殖生化‑物理过程，构建初始海洋贝类养殖碳汇评估模型并确定需要校准的参数，该模型包括化学模块、物理模块和生物模块；S2、基于贝类的室内室外呼吸实验确定初始或更新后的海洋贝类养殖碳汇评估模型的各参数；基于得到的参数，对海洋贝类养殖碳汇评估模型进行更新，得到更新后的海洋贝类养殖碳汇评估模型；S3、验证更新后的海洋贝类养殖碳汇评估模型，即验证该模拟结果与实测资料，判断误差是否满足预设要求，当满足，则确定该更新后的海洋贝类养殖碳汇评估模型为最优的海洋贝类养殖碳汇评估模型；否则，返回步骤S2。

技术领域

本发明涉及利用计算机进行贝类养殖过程的数值模拟，尤其涉及一种贝类养殖区域碳收支模型的构建方法及应用。

背景技术

目前为止，对贝类养殖碳汇通量的评估主要是通过对贝类养殖的产量来估算，但贝类移去的碳是海水中的碳，能否转化为大气碳汇(吸收大气二氧化碳)是复杂的物理-生物-化学的过程，则需要创建贝类养殖碳汇的评估模型才能完成。贝类养殖碳汇的评估模型有助于根据养殖海区的海况设计合理的贝类养殖密度，使贝类养殖在减少水质污染的条件下成为大气的碳汇，贝类养殖碳汇的评估模型的应用对贝类养殖海区的碳汇评估有实用价值，对贝类养殖和藻类养殖混养管理具有广阔前景。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，首先提供一种海洋贝类养殖碳汇评估模型的构建方法。该海洋贝类养殖碳汇评估模型是利用基于贝类养殖碳收支平衡及其物理化学环境条件下构建的碳汇模型，该模型能够模拟贝类养殖对养殖环境的影响，计算养殖水体中碳的流通，进行碳汇评估。

本发明还提供一种海洋贝类养殖碳汇评估模型的应用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种海洋贝类养殖碳汇评估模型的构建方法，包括以下步骤：

S1、根据贝类养殖生化-物理过程，构建初始海洋贝类养殖碳汇评估模型，该模型包括三个化学模块、物理模块和生物模块部分；

所述化学模块是指海水碳酸盐体系；所述化学模块需要确定的参数包括k₁、k₂、pCO₂、其中k₁、k₂分别为碳酸的第一、第二解离常数；

所述生物模块是指贝类的呼吸过程、贝类的钙化过程、藻类的光合作用；其中贝类的呼吸、钙化过程，通过实验溶解氧和碱度计算呼吸率和钙化率；藻类的光合作用通过室外黑白瓶实验，获得光合作用速率；即所述生物模块需要确定的参数包括呼吸率、钙化率以及光合作用速率；

所述物理模块是海气交换作用，海气交换作用选取CO₂的海气交换通量作为需要确定的参数；

S2、基于贝类的室内室外呼吸实验确定初始或更新后的海洋贝类养殖碳汇评估模型的各参数；

S3、基于步骤S2得到的参数，对海洋贝类养殖碳汇评估模型进行更新，得到更新后的海洋贝类养殖碳汇评估模型；

S4、验证由步骤S3得到的更新后的海洋贝类养殖碳汇评估模型，采用更新后的海洋贝类养殖碳汇评估模型进行数值模拟计算，计算海水中各形态碳的含量，及其流通量，得到模拟结果；验证该模拟结果与实测资料，判断误差是否满足预设要求，当满足，则确定该更新后的海洋贝类养殖碳汇评估模型为最优的海洋贝类养殖碳汇评估模型；否则，返回步骤S2。

优选的，所述贝类养殖生化-物理过程包括：贝类的钙化作用和呼吸作用；海水碳酸盐缓冲能力；物理过程的水体交换、垂直混合、风速、海气交换；浮游植物的光合作用。