[发明专利]基于大泷六线鱼种群动态DEB-IBM模型以及建模方法

说明书

本发明提供一种基于大泷六线鱼种群动态DEB‑IBM模型以及建模方法，包括两类模型实体：个体与环境；所述的个体，按照年龄与性别细分为胚胎、幼鱼、雄性成鱼、雌性成鱼；其中个体生活史特征由大泷六线鱼DEB模型中四个状态变量来表示：结构，L,cm；能量储备，E,J；发育，E_H,J；繁殖缓存，E_R,J；所述的环境，状态变量包括温度时间序列和食物浓度时间序列。建模方法，包括以下步骤：(1)定义状态变量及参数；(2)模型初始化过程；(3)建立运行程序；(4)添加子模型；(5)运行模型。本发明以能量作为模型架构中的通量，贯穿整个生命周期以及种群变化中，因而很大程度上解决了参数不易获取的问题，优化了鱼类种群模型与外部环境模块耦合过程。

技术领域

本发明属于鱼类种群模型技术领域，具体涉及一种基于大泷六线鱼种群动态DEB-IBM模型以及建模方法。

背景技术

随着人口的增加，过度捕捞导致渔业资源量日益减少。水产养殖业得到快速发展，人们渐渐开始关注鱼类增殖放流对环境的影响。由于海洋鱼类不易直接进行实验研究，因此关于鱼类与环境相互作用的模型得到广泛应用。然而端到端的鱼类种群模型虽然将环境化学模型与鱼类生长模型结合了起来，但在研究鱼类种群生活史、空间行为、能量学等方面存在局限性。

现有技术中有end-to-end鱼类种群模型，但是end-to-end鱼类种群模型的缺点：

1.参数不易获取

在鳕鱼种群模型中，所涉及到的生长速率，死亡速率，繁殖速率等参数是通过相关文献获取的。而如果是其他研究较少的鱼类，则参数获取难度很大。

2.将环境条件模块与鱼类生长模块耦合难度大

在end-to-end模型中，低营养盐子模型(NPZD)是以氮素或碳素作为通量，从而连接各个池子中的能量流。而鱼类种群模型是以生物量来代表种群动态，单位是质量，这就需要用转换常数来耦合两个子模型，这个常数为单位质量的生物体含有固定值的碳或氮。每个生物个体是否有差异在传统的IBMs模型中无法得到验证。

3.对于不精通代码的科研工作者不友好

End-to-end模型以C语言或R语言为运行平台，具有一定的学习成本。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于大泷六线鱼种群动态DEB-IBM模型以及建模方法，具体的技术方案为：

基于大泷六线鱼种群动态DEB-IBM模型，包括两类模型实体：个体与环境；

所述的个体，按照年龄与性别细分为胚胎、幼鱼、雄性成鱼、雌性成鱼；其中个体生活史特征由大泷六线鱼DEB模型中四个状态变量来表示：结构，L,cm；能量储备，E,J；发育，E_H,J；繁殖缓存，E_R,J；

所述的环境，状态变量包括温度时间序列和食物浓度时间序列。

所述的结构，长度决定了大泷六线鱼实际长度，并影响进食速率与身体维持所消耗的能量；

所述的能量储备是指将同化后的能量存储在储备池中，以备后续生长发育繁殖所用；

所述的发育，是一个持续的状态变量，覆盖了大泷六线鱼整个生命周期；大泷六线鱼不同生命阶段设置了不同的发育状态变量，并且在关键时间节点设置了发育阈值；

所述的繁殖缓存，是母体用于繁殖而存储的能量，用于产卵。

为了简化模型，将一年设置为360天，平均分为12个月；模型建立以后环境状态变量与个体能量预算程序以每月为一个时间步长进行更新。