[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

说明书

本发明公开了基于改进的DEB模型的六线鱼全生命周期模拟方法及其应用。其中所述改进的DEB模型包括以下的能量收支与流动设置：六线鱼从食物中摄取能量后，经代谢吸收后，将能量暂存于储备池中，其后所储存的能量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，先分配给生物体成熟度所需，在确定其满足性成熟度阈值后，再分配给生物体繁殖所需。本发明填补现有技术中无基于DEB模型的六线鱼科生长模拟方法的空缺，并准确量化六线鱼生长代谢过程、准确描述和模拟六线鱼生活史全阶段。

技术领域

本发明涉及生物能量学模拟方法的技术领域。

背景技术

大泷六线鱼是六线鱼科、六线鱼属的鱼类，是我国黄渤海地区重要的经济鱼种，肉质鲜美，具有极高的商业价值，但其属于恋礁鱼类，通过传统捕捞方式进行生态风险评估难度较大，为解决这个技术问题，现有技术采用了建立生物能量学模型对大泷六线鱼进行监测及生态评估的技术手段手段。

与传统的生长模型Vonbertalanffy相比，生物能量学模型不仅能模拟生物个体的生长，而且能以能量作为通量，详细描述生物个体从出生到死亡的生活史全过程，并且其容易和其他模型例如环境模型、空间模型等进行耦合，还可通过蒙特卡洛迭代升级为种群模型，研究种群层面的生态学问题。现阶段的生物能量学模型主要分为两类，一种是SfG(Scope for Growth)模型，另一种是DEB(Dynamic Energy Budget)模型。

其中，SfG建模方法在贝类中有广泛的应用，主要依赖于特定物种的异速生长关系来估计能量摄入速率与生长代谢消耗速率。具体的，SfG模型假设能量分配给个体生长与繁殖，因此首先建立两个状态变量体细胞干重W_b与性腺干重R的方程，如下：

其中，A代表每日的合成代谢，C代表每日的分解代谢，参数k量化了能量在生长与繁殖中的分配比例，而参数ε_B与ε_R分别代表了身体组织与繁殖组织中的能量含量、其参数值需要从文献相关数据中获取。

在上述方程中，合成代谢速率A量化了个体摄入并同化的能量，可根据摄入能量E_A及摄食过程中所摄入的能量中未被吸收的比例α进行量化，如下：

A＝(1-α)E_A (1.3)

其中，E_A与α的参数值需要从相关文献数据中获取。

分解代谢速率C量化了个体所消耗的能量，并与呼吸速率有关，如下：

其中，呼吸速率R_esp可由实验测溶解氧计算获得；参数表示每呼吸消耗1mg的氧气所消耗的能量，是耗氧与能量的转换经验常数，其值需要从相关文献数据中获取。

在上述基础下，SfG通过模拟估计生物的体长与重量，如下：

W_d＝W_b+R (1.5)

W_f＝a_fW_d (1.6)

L＝a_LW_d (1.7)

其中，W_d表示生物组织干重，W_f表示生物组织湿重，L表示生物结构长度，a_f表示干湿重转换常数，a_L表示长度-体重转换常数。