[发明专利]一种测算海洋生态致灾的大型漂移藻类生物量递增的方法

说明书

本发明公开了一种测算海洋生态致灾的大型漂移藻类生物量递增的方法，通过目标海域网格化，构建每一个网格的环境限制因子与大型海藻生长速率之间的关系，结合网格水质调查数据，计算每一网格中大型漂移藻生物量单位时间递增系数，估算大型藻漂移通过每一网格的时间，测算大型藻经过每一网格的倍增比例，绘制大型藻漂移倍增网格图，实现大型藻类生物量增长倍数的直观测算。本发明方法在实际海域大型藻华减灾防灾中具较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及海洋环境技术领域，特别是一种测算海洋生态致灾的大型漂移藻类生物量递增的方法。

背景技术

世界绿潮、金潮生态灾害发生的范围、规模及频次不断增加，自上世纪70年代以来波罗的海、法国、韩国、日本沿海等均遭遇过较大规模的浒苔暴发，对海水的水质及沿海经济发展带来严重的影响。自2007年以来，我国南黄海连续暴发了世界上最大规模的浒苔绿潮灾害，2017年以来又同时发生了浒苔绿潮、马尾藻金潮，给南黄海的生态环境、海洋生物多样性、渔业养殖及沿岸城市旅游业带来严重的影响。大型海藻是一群肉眼能看见的、绝大多数是多细胞的丝状体、膜状体、管状体或叶状体植物，他们是无胚的、具叶绿素的、自养的、无真正根、茎、叶分化的孢子植物。如红藻门的石花菜、江蓠、沙菜等，褐藻门的马尾藻、鹿角藻、裙带菜等，绿藻门的浒苔、石莼等。通常认为海水富营养化是导致绿潮、金潮等有害大型藻华发生的物质基础和重要影响因素之一。浒苔、马尾藻等大型藻在黄海漂移，生物量在漂移过程中逐渐增加，发展成藻华。由于不同时间海流流速及风向风力的差异，大型藻漂移路径不尽相同，生物量递增倍数也要很大差异，藻华规模及生态灾害危害程度也有很大差异然。而目前还没有更好的措施防范绿潮、金潮等生态灾害，应急打捞仍然是应对大型藻藻华的主要手段。然而，组织打捞行动的规模和打捞路线要依据估测的漂浮大型藻藻华规模和漂移路线而定。

基于目标海域的网格化和环境限制因子水平(如营养盐浓度、光照强度)的离散化，计算漂移大型藻类经过每一网格的生物量倍增系数，研判不同漂流路径上绿潮、金潮等大型藻藻华生物量倍增比，能为环保决策部门组织打捞行动提供依据。虽然遥感反演技术可以成功应用于估算漂浮绿藻分布面积及其随时间的变化，作为评估大型藻类灾害规模以及制定防灾减灾决策的一个重要参数——漂浮大型藻类生物量，却无法通过现有的遥感方法进行准确估算，仍需现场测量研究。虽然也有研究通过生态动力学模型估计大型藻类生物量，然而该类模型参数繁多，难以通过实验验证。

目前还没有利用环境限制因子测算绘制大型藻漂移倍增网格图来估算大型藻类漂移路径上生物量递增的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种测算海洋生态致灾的大型漂移藻类生物量递增的方法，本发明运用化学、生态化学检测方法，构建环境限制因子-大型藻生长模型，结合数理统计及模型计算等数值技术，绘制大型藻漂移倍增网格图，实现大型藻类生物量增长倍数的直观测算，为减灾防灾、启动漂移大型藻打捞行动，进行快速决策提供依据。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种测算海洋生态致灾的大型漂移藻类生物量递增的方法，包括以下步骤：

步骤1、进行环境限制因子对大型藻生长影响的实验，基于环境限制因子对大型藻生长影响的实验测定数据，构建由环境限制因子确定的大型漂移藻类生长模型；

构建大型漂移藻类生长模型的具体过程如下：

大型藻类生长速率是同化速率、异化速率的函数：

dM/dt＝f(x,y,θ)                        (1)

其中，M为大型藻生物量，dM/dt为大型藻生长速率，x为大型藻同化速率，y为大型藻异化速率，θ为大型漂移藻类生长模型参数集，f()表示函数关系，t为生长时间；