漁業資源評估的方法范文

時間:2023-11-09 17:53:33

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漁業資源評估的方法

篇1

[關鍵詞] 插值法 漁業資源評估

一、引言

魚類等個體的生長可用其長度或體重增長數據資料描述其生長規律 ,因為漁業生物學資料收集中這兩項數據最容易獲得。在海上工作時,測量體長比稱體重要方便得多,而且體重會因加工而變化,但長度一般卻不會。同時,與體重相比,體長更不易受季節條件波動的影響。因此,在漁業評估中 常常要對體長與體重進行換算,故擬合體長與體重的關系十分必要,下面我們運用拉格朗日插值法牛頓插值法和分段線性插值法對該問題進行分析研究。

二、插值法在漁業資源評估中的實例應用及分析

由詹秉義所著《漁業資源評估漁》中得1982年北部20條灣藍圓體長(mm)和體重(g)的實測結果。結合各種插值法分析,在相應的MATLAB插值程序中輸入體長與對應的體重的實測原始數據,確認后,只要輸入相應的體長值就可以得到相應的體重值。現假設求體長為200mm的一尾魚的體重。

1.拉格朗日插值法

(1)節點內插時

我們以200mm為中心選取對稱的實測體長區間進行插值計算(n為所取的對稱區間內實測數據組數):

用MATLAB作圖比較可得:

由運行結果來看,并不是選擇的節點越多,誤差越小,從它的插值余項來看,余項的大小既與節點個數的多少有關,也與函數f(x)的高階導數有關。即高次曲線的近似效果并不見得好,這就是所謂的龍格振蕩現象。

(2)節點外插時

在實測范圍中選取幾組體長和體重值,預測這幾組值之外的體長對應的體重值并與真實值之間的誤差。

選取6組值作為插值節點(從上圖可知,n=6時逼近效果比較好)

另外選取4個體長值,運用拉格朗日插值法預測相應體重值,并與真實值做比較。

用MATLAB作圖比較得:

線表示根據實測數據畫的曲線,星星是利用朗格朗日外插法算出來的相應體重。

可以看出與真實值的偏差原來越大,所以拉格朗日插值不適合做外插。即在選取要估測的魚的體長時要慎重,只能在所測量值[min xj,max xj](1≤j≤n)中選取,超過這個范圍進行取值,所得結果一般是不可靠的。所以測量體長時應選擇個體差異較大的,各種體長的魚盡可能都進行測量統計。

2.牛頓插值法

插值節點選取同拉格朗日一致,節點內插。

由結果來看用拉格朗日插值法和用牛頓插值法結果是一樣的。但從兩者插值多項式表達式上來看,拉格朗日插值要比牛頓插值復雜,且速度較慢(用于技術水平有限,還不能用程序運行速度來比較兩者的快慢)。

3.分段線性函數插值(結點一定要內插)

由運行結果可知的體重值只與體長值所在的區間 有關,無論選取多少個實測體長值作為插值結點,不影響體重值的大小,它可以有效地避免龍格振蕩現象。

三、結論

通過上結面各種插值法運行求解比較可知,在漁業資源評估中,根據實測數據,已知魚的體長估測其體重時運用拉格朗日插值法和牛頓插值法結果是相同的,但從其多項式表達式上講,牛頓插值要比拉格朗日插值簡單。在運用拉格朗日插值法時,要注意插值節點個數的選擇,避免龍格現象,而且節點盡量內插,所以測量體長時應選擇個體差異較大的,各種體長的魚盡可能都進行測量統計,而運用分段線性插值法則能避免龍格現象。

參考文獻:

篇2

關鍵詞:葉綠素a 初級生產力 季節變化 磷酸鹽、無機氮

中圖分類號:P714.5 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)06(a)-0231-02

福建省三沙灣白馬港位于北緯26°49′,東經119°41′,是閩東的中心港口,港內水域寬闊,不凍不淤,是天然的避風良港。福建白馬港是福建省重要港口之一,水產養殖面積較大,魚蝦種類繁多。近年來,由于經濟發展迅速,白馬港生態系統結構和功能的研究日益受到重視。

1 葉綠素a和初級生產力指標在近岸海域研究中的意義

葉綠素a是自養生物在單位時間、單位空間內合成有機物質的量。葉綠素a是反映浮游植物顯存量的良好指標,初級生產力則反映海域初級生產者的生產能力,兩者是海域可養育生物能力的直接指標。因此,在對漁業資源的調查研究中,葉綠素a與初級生產力是非常重要的研究內容。海洋中葉綠素a濃度分布反映出了水體中浮游植物的豐度及其變化規律。水體中葉綠素a含量的高低能夠反映水體營養狀況,因此,葉綠素a常作為海洋水體富營養化調查的一個主要參數。

初級生產力又稱為原初生產力,是指初級生產者(自養生物)通過光合作用或化能合成的方法來制造有機物的速率。海洋中的初級生產者主要包括大型藻類、單細胞浮游藻類及自養細菌等。其中海洋浮游藻類是海洋中主要的初級生產者,它們利用光能攝取營養鹽,把無機碳轉化為有機碳,并釋放出氧氣,從而直接或間接為海洋中其它生物提供賴以生存的物質基礎。因此,浮游藻類在海洋初級生產力中占據了十分重要的地位,在海洋生態系統循環和食物鏈及食物網的關鍵性環節,在海洋漁業資源評估、水質評價、洋流跟蹤及整個生態系統的生態功能研究中為不可缺少的內容。

三沙灣白馬港地處福建省東北部福安市,福安市港口資源豐富,港口工業發展迅速。研究福建白馬港海域葉綠素a和初級生產力對評價人類活動對河口及其鄰近海域的生態環境影響具有重要的科學指導意義。

2 葉綠素a與初級生產力的調查

2.1 材料和方法

本次調查共開展2個航次,分別于2013年5月、11月大潮期間進行,一共布設了20個展位(圖1),分布于白馬港及白馬門附近。葉綠素a:樣品的采集依據《海洋監測規范》(GB17378.3-2007)進行,葉綠素-a分表、底層采集水樣,葉綠素a樣品分析按照《海洋監測規范》(GB17378.3-2007)進行,量取250 ml水樣,加2 ml碳酸鎂懸浮液,混勻,用玻璃纖維濾膜過濾,將過濾了樣品的濾膜放入具塞離心管,加入10 ml丙酮溶液,搖蕩,放置冰箱冷藏室中15小時,提取葉綠素-a,用Turner(Turner10-AU)熒光儀進行測定。初級生產力采用葉綠素法,按照Cadee和Hegeman (1974)提出的簡化的計算真光層初級生產力公式估算:P=。

式中,P為每日現場的初級生產力(mgC/m?d);E為真光層深度(m),取透明度的3倍(Yukuya,1980);D為白晝時間(h),即日出到日落的時間長度;Q為同化系數,采用溫帶近海水平均同化系數5.0,引自2006年鄭國俠等同化系數的計算值;C為表層葉綠素a含量。

同步調查的還有海水中的無機氮、活性磷酸鹽(以下簡稱磷酸鹽),按《海洋監測規范》中規定的方法進行測定。硝酸鹽氮采用鋅鎘還原法、亞硝酸鹽氮采用萘乙二胺分光光度法、氨氮采用靛酚藍分光光度法、活性磷酸鹽采用磷鉬藍分光光度法,所有儀器均經過計量認證。

2.2 調查結果

(1)葉綠素a的季節變化。

5月份白馬港海域表層葉綠素a含量變化范圍在0.42 mg/m3~2.34 mg/m3之間,平均值為1.08 mg/m3;11月份白馬港海域表層葉綠素a變化范圍在0.24 mg/m3~0.88 mg/m3,平均值為0.49mg/m3。調查結果顯示5月份該海域葉綠素a含量高于11月份,表明不同季節里水溫不同等環節因素,引起葉綠素a的季節變化。

(2)初級生產力的季節變化。

5月份白馬港海域平均初級生產力為72.83 mgC/(m2?d);11月份初級生產力平均值為10.07 mgC/m2?d。該海域初級生產力分布情況與葉綠素a相同。

根據早期的文獻,港灣在冬季的初級生產力通常為全年最低,而夏季或春季則為全年最高,秋季居中。本次調查春季(5月)和秋季(11月)的數據與早期報道的相符。顯然是由于環境因素的改變,比如溫度的變化,富營養化等所導致的浮游植物大量繁殖的結果,而這也必將導致高的初級生產力。

3 福建省其它海灣葉綠素a與初級生產力概況

根據收集的文獻,福建省其它海灣葉綠素a與初級生產力調查結果見表3。

對比表1和表2,表明白馬港區葉綠素a與初級生產力的含量相對福建省其它海灣屬于偏低水平,這與白馬港區地理位置有關,處于福建省東北部。

4 調查海域水質富營養化情況

富營養化是指生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體,引起藻類及其它浮游生物迅速繁殖,水體溶氧量下降,魚類及其它生物大量死亡的現象。水體富營養化指標:N>0.2~0.3 mg/L、P>0.01~0.02 mg/L、生化需氧量>10 mg/L、細菌總數>105個、葉綠素a>10 mg/m3。根據調查結果(表1),無機氮和磷酸鹽含量已達到水體富營養化指標,這可能與港口工業污水排放以及水體養殖有關,因此,三沙灣白馬港海域水質富營養化應該得到重視。

5 結論與建議

福建省三沙灣海域葉綠素a和初級生產力的調查,對于海域生態系統的結構和功能及水質富營養化等環境問題具有重要的意義。根據三沙灣白馬港海域水質現狀調查結果顯示,該海域葉綠素a和初級生產力含量符合春季大于秋季的趨勢;該海域葉綠素a和初級生產力含量比福建省其它海灣海域(羅源灣、湄洲灣、圍頭灣)低;海水中無機氮和磷酸鹽含量已達到水體富營養化指標,這可能與港口工業污水排放以及水體養殖有關,因此,三沙灣白馬港海域水質富營養化應該得到重視。

參考文獻

[1] 蔡玉婷.福建近海葉綠素a和初級生產力的分布特征[C]//第三屆全國農業環境科學學術研討會論文集.2009:550-556.

[2] 陳興群.福建北部主要港灣的初級生產力[J].臺灣海峽,2006,25(2).