[发明专利]一种海区水产养殖空间规划决策支持系统

权利要求书

1.一种海区水产养殖空间规划决策支持系统，其特征在于所述的系统包括数据查询模块、适宜性评价模块、个体生长模型模块、养殖容量评估模块和经济效益测算模块；

所述的数据查询模块为养殖区水质观测数据存储和图形展示，所述模块有按照表格形式存储与水产养殖相关的多年的环境调查数据，包括水温、盐度、溶解氧、浮游生物、溶解性无机营养盐和颗粒物；水动力环境方面包括定点锚系观测数据，以及基于高分辨率准确地形和岸线构建的水动力预测模式，按月份模拟的整个海湾的海水流速变化情况，以动图的形式展示；

所述的养殖区水质参数化和图形展示是基于高分辨率水动力模式的养殖海区水质模型，利用连续观测得到的水温、盐度和海流数据作为强制函数，通过模拟运算得到氮营养盐、叶绿素、浮游动物和有机物的分布规律的方法，按月份模拟的整个海湾的水质变化情况，以动图的形式在该模块中展示；

所述的适宜性评价模块包括养殖区划分和环境适宜性评价两个子模块，所述的养殖区划分：以国家和地区海洋功能区划为基础，根据不同区域是否兼容水产养殖，对海区及其邻近海域进行分区：将适宜养殖海域划定为养殖区；将部分离岸较近的、对海洋生态环境和城市建设有影响的区域划定为限养区；将不与水产养殖兼容的包括港口航道在内的区域，以及近岸旅游岸线的海域划为禁养区；

所述的环境适宜性评价：根据养殖生物生理生态学特点，并结合海区地理和水环境特点，筛选影响养殖生物生长的主要因素，包括光照、温度、流速、无机氮、盐度和深度，作为环境因素的评价指标；以海区周年大面调查数据为依据，根据这些环境因子的量值是否能够满足养殖生物生长的需要，对海域不同区域是否适合开展养殖活动进行评分；在评分的基础上将研究海区及临近海域划分为最适宜、中等适宜、一般适宜和不适宜养殖区四个等级；

所述的个体生长模型模块：将海区的主要养殖品种建立动态能量收支模型，用来预测每种生物的生长规律；以海区周年大面调查数据为环境变量，运算得到养殖生物在一个养殖周期内的生长曲线，通过生长曲线，可以观察生物在不同生长阶段的重量或/和长度的变化情况，并对即将收获的养殖产品的个体大小进行预判；

所述的养殖容量评估模块：首先根据水动力条件，将所研究的海区进行分区，并分析海区营养物质补充的途径，以水动力模型和养殖生物个体生长模型为基础，针对每个分区建立基于物质交换的生态系统模型；利用生态系统模型，模拟不同区域内不同密度条件下养殖生物的生长情况和环境变化情况，模拟生物个体的动态生长情况、单位面积的产量，并得到单位面积最适养殖密度；

所述的养殖经济效益测算模块：基于养殖产量、产品规格大小、市场价格、人工和生产成本，对一个养殖场的总投入、毛收入、投入产出比和净利润进行估算；将经济效益模型整合到养殖空间规划系统当中，帮助养殖企业制定生产计划、适当设置养殖密度、控制成本、提高收益。

2.根据权利要求1所述的一种海区水产养殖空间规划决策支持系统，所述养殖容量评估模块所采用的方法如下：

(1)研究水域分区——模型箱的划分

根据水文环境和养殖布局的相似性，将研究海域进行分区，每个海区为一个模型箱，在模型箱内和每个模型箱的边界处，以及与海湾外的相邻海域之间，都存在主要营养盐包括溶解的无机氮、浮游植物和悬浮有机质的交换；

(2)建立子模型

研究海区的主养殖动物和养殖植物，通过个体生长模型模拟滤食性养殖动物和营养盐消耗型养殖植物种群的一般生长过程；使用动态能量收支理论构建子模型，模拟单个养殖生物的生长，同时模拟营养盐消耗型养殖植物种群基于每日最大生长率的指数型生长过程，种群动态取决于养殖活动和自然死亡率，在养殖期结束时，收获养殖生物并将其从生态系统模型中移除；

(3)构建生态系统模型

用无机氮作为生态系统模型中的基本通量描述每个营养基团之间的相互作用；建立基于养殖生态系统动力学模型的养殖容量动态评估方法，所采用的生态系统模型以箱式模型为基本计算单元，在模型中包含了营养盐、浮游植物、浮游动物、碎屑、贝类等模块并离线耦合水动力模型：

(4)通过实地采样并进行生理实验获得模型中的相关参数，代入步骤(2)、(3)所构建的模型，获得最佳养殖生态容量。