[发明专利]基于改进的DEB模型的六线鱼全生命周期模拟方法及其应用

权利要求书

1.基于改进的DEB模型的六线鱼全生命周期模拟方法，其特征在于：包括：通过改进的DEB模型对六线鱼全生命周期的状态进行模拟，其中，所述改进的DEB模型包括以下的能量收支与流动设置：由食物提供能量，其后能量经过出生后的六线鱼的摄食、同化和排泄消耗后，形成储存能量E，其后储存能量E以固定比例k分配给体细胞形成用于其身体机能维持的能量和用于其进行结构生长的能量，剩余的(1-k)比例的能量按生命阶段的不同，先分配给生物体作为其维持成熟度水平所需的能量，在其达到性成熟后，再分配给生物体作为其繁殖所需的能量。

2.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于：所述生命阶段设置如下：

当成熟度水平所需能量小于出生能量阈值时，即时，六线鱼为胚胎期；

当成熟度水平所需能量达到出生能量阈值时，即时，六线鱼由胚胎期转变为幼虫期；

当成熟度水平所需能量达到幼鱼变形能量阈值时，即时，六线鱼由幼虫期转变为幼鱼期；

当成熟度水平所需能量达到性成熟能量阈值时，即时，六线鱼进入成鱼期，此后流向成熟度所需的能量转而分配给繁殖所需。

3.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于：所述改进的DEB模型包括以下四个状态变量：存储能量E，生物体结构体积V、或通过V＝L³转换后得到的生物体结构长度L，生物体不同生命周期成熟度所需的能量E_H，生物体繁殖所需的能量E_R。

4.根据权利要求3所述的模拟方法，其特征在于：所述改进的DEB模型构建如下：

其中，V表示结构体积，t表示时间，E表示存储能量，E_H表示成熟度所需能量，E_R表示繁殖所需能量；表示生长通量；[E_G]表示将能量储备转换为结构成本的能量通量参数；表示成熟度通量，表示繁殖通量；表示出生能量阈值；表示幼鱼变形能量阈值；表示性成熟能量阈值；κ_R表示产卵速率常数；表示通过以下模型获得同化通量：

其中，f表示通过HollingII型功能性反应将食物供应量转化为摄入量的无量纲参数，如下：

其中，X表示环境中的食物密度、X_K表示半饱合常数，若f＝1，则表示食物资源丰富，储能密度达到最大，以[E_M]表示最大储能密度；

表示最大单位表面积同化率；

表示如下的利用率通量：

其中，E表示存储能量，表示能量传导率，[E_G]表示将能量储备转换为结构成本的能量通量，L表示结构长度，表示身体结构维护所需能量、如下；

其中，为单位结构体积维护成本参数，为单位结构表面积维护成本参数，

且：

其中，成熟度维护通量通过如下的模型得到：

其中，表示成熟度维护速率参数。

5.根据权利要求4所述的模拟方法，其特征在于：通过式(9)、(10)、(11)计算获得所述改进的DEB模型中的能量通量通过参数估计过程获得所述改进的DEB模型中的其它参数。

6.根据权利要求5所述的模拟方法，其特征在于：通过以下过程获得改进的DEB模型的参数估计及校准：

获得用于进行参数估计的基础数据集；

其中，所述基础数据集由单变量数据和零变量数据组成，其中，所述单变量数据包括：体重时间序列、体长时间序列、繁殖率与卵巢湿重函数，其中所述序列是指前后两个指标之间对应的映射集；所述零变量数据包括六线鱼出生时的年龄、体长、湿重，其成熟时的年龄、体长、湿重，及目前已知发现的六线鱼最大年龄和最大体长；

基于所述基础数据集，通过Nelder-Mead优化法获得待定参数估计，并进行参数校准。