一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法技术

本发明专利技术公开了一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法，包括：获取工程建设前后评估区域内河流长序列完整年的水温数据；根据水温数据分别绘制工程运行前后的平均水温年内变化曲线；获取目标评估鱼类群落中各鱼类物种的适宜产卵水温范围；分别确定各鱼类物种在工程运行前后的适宜产卵时间段及适宜产卵时长；分别计算工程运行前后目标评估鱼类群落产卵的时间生态位平均宽度指数和时间生态位结构指数，采用生态位平均宽度指数和生态位结构指数，评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响。本发明专利技术可实现水温变化对鱼类群落繁殖影响的定量评估，更具科学性、完整性和准确性，对减缓水利工程的不利生态影响具有重要参考意义。义。义。

【技术实现步骤摘要】
一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法


[0001]本申请属于水利水电工程环境影响评价领域，具体涉及一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法。

技术介绍

[0002]水温是影响鱼类繁殖的关键环境因子之一，控制着鱼类的性腺发育、产卵和鱼卵孵化。当前，全球范围内水库等水利水电工程对河流水温产生了显著影响，干扰了自然状态下鱼类的繁殖规律，造成了鱼类产卵时间的推迟、提前及不同鱼类产卵时重叠度增加，进而影响鱼类群落的繁殖率、卵苗孵化率和存活率以及种间竞争关系。
[0003]作为水利水电工程建设和运行最为关注的生态环境问题之一，水温对鱼类繁殖影响一直是工程技术评估、环境保护和工程调度运行的重要考量因素。然而，当前评估水温变化对鱼类繁殖的影响，多集中在评估对单一物种的繁殖影响，例如公告号CN111887183B的中国专利《一种表征水温变化对鱼类产卵影响的方法》，所公开的方法就是评估水温变化对单一鱼类繁殖的影响，缺少定量评估水温变化对鱼类群落繁殖影响的方法。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法，本申请方法可定量评估水温变化对鱼类群落繁殖的影响。
[0005]本申请的技术方案如下：
[0006]一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法，包括：
[0007](1)获取工程建设前后时期评估区域内河流长序列完整年的水温数据；
[0008](2)分别计算工程运行前后的年内旬或日平均水温，并绘制工程运行前后的平均水温年内变化曲线，分别记为曲线C
b
和C
a
；
[0009](3)选择目标评估鱼类群落并获取其中各鱼类物种的适宜产卵水温范围；
[0010](4)结合适宜产卵水温范围和平均水温年内变化曲线，分别确定各鱼类物种在工程运行前后的适宜产卵时间段及适宜产卵时长；
[0011](5)计算工程运行前后的适宜产卵时间生态位结构指数，包括：
[0012]将工程运行前各鱼类物种适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点，按时间顺序排列成时间数列S
b
，并构建矩阵A，矩阵A中元素A
jr
＝T
j
‑
T
r
；
[0013]将工程运行后各鱼类物种适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点，按时间顺序排列构成时间数列S
a
，并构建矩阵A'，矩阵A'元素A
jr
'＝t
j
‑
t
r
；
[0014]其中，A
jr
和A
jr
'分别表示矩阵A和A中第j列第r行元素；T
j
和T
r
分别表示时间数列S
b
中第j个和第r个数值，t
j
和t
r
分别表示时间数列S
a
中第j个和第r个数值，j依次取1，2，3，...2n，r依次取1，2，3，...2n；
[0015]分别计算矩阵A和A'内所有元素的算术和S
A
和S
A
'；
[0016]采用公式分别计算工程运行前后的生态位结构指数E
n
，n表示目标评估鱼类群落中鱼类物种数量，p
i
表示目标评估鱼类群落中鱼类物种i的适宜产卵时长，S取算术和S
A
或S
A
'；
[0017](6)通过比较工程运行前后的生态位结构指数，来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时间重叠结构的影响。
[0018]在一些具体实施方式中，还包括：利用式子分别计算工程运行前后目标评估鱼类群落适宜产卵时间生态位平均宽度指数E
w
，其中，n表示n种目标评估鱼类群落，i表示目标评估鱼类群落中第i种鱼类物种，p
i
表示鱼类物种i的适宜产卵时长；
[0019]通过比较工程运行前后的生态位平均宽度指数，来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时长的影响。
[0020]在一些具体实施方式中，长序列完整年的水温数据包括至少连续5年的水温数据。
[0021]在一些具体实施方式中，长序列完整年的水温数据的精度到旬或日水平。
[0022]在一些具体实施方式中，目标评估鱼类群落所包含鱼类物种为为濒危鱼类物种或受保护鱼类物种或高经济价值鱼类物种或水温敏感鱼类物种，且产卵场在评估区域有分布历史或在评估区域有捕获记录，且各鱼类物种在水中的分布层次存在重合。
[0023]在一些具体实施方式中，步骤(4)进一步包括：
[0024]从鱼类物种的适宜产卵水温范围获得适宜产卵水温上下限值；
[0025]从平均水温年内变化曲线C
b
中，获取平均水温分别达到水温上下限值所对应的时间，即鱼类物种工程运行前适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点；
[0026]从平均水温年内变化曲线C
a
中，获取平均水温分别达到水温上下限值所对应的时间，即鱼类物种工程运行后适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点；
[0027]从工程运行前后的适宜产卵的开始时间点和结束时间点，分别计算各鱼类物种工程运行前后的适宜产卵时长。
[0028]在一些具体实施方式中，通过比较工程运行前后的时间生态位结构指数，来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时间重叠结构的影响，包括：
[0029]比较工程运行前后的时间生态位结构指数，当工程运行后的生态位结构指数更大，则表明工程运行增加了目标评估鱼类群落适宜产卵时间段的重叠度；否则，表明工程运行降低了目标评估鱼类群落适宜产卵时间段的重叠度。
[0030]在一些具体实施方式中，通过比较工程运行前后的时间生态位平均宽度指数，来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时长的影响，包括：
[0031]比较工程运行前后的时间生态位平均宽度指数，当工程运行后的生态位平均宽度指数更大，则表明工程运行增加了目标评估鱼类群落适宜产卵时长；否则，表明工程运行降低了目标评估鱼类群落适宜产卵时长。
[0032]本申请具有如下优点和有益效果：
[0033]当前水利水电工程生态环境影响评价中缺少对鱼类群落繁殖影响定量评价的问
题，本申请可解决该技术问题，实现了水温变化对群落中不同鱼类适宜产卵时长和适宜产卵时间重叠结构影响的定量评估。该评估方法更具科学性、完整性和准确性，对科学的评估水温变化对鱼类繁殖影响及减缓水利工程的不利生态影响具有重大实践意义。
附图说明
[0034]图1为本申请实施例中的方法流程示意图；
[0035]图2为本申请具体应用案例中向家坝水文站1989～2019年的逐旬水温数据；
[0036]图3为本申请具体应用案例中向家坝蓄水运行前后向家坝水文站的多年逐旬平均水温变化曲线；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法，其特征是，包括：(1)获取工程建设前后评估区域内河流长序列完整年的水温数据；(2)分别计算工程运行前后的年内旬或日平均水温，并绘制工程运行前后的平均水温年内变化曲线，分别记为曲线C
b
和C
a
；(3)选择目标评估鱼类群落并获取其中各鱼类物种的适宜产卵水温范围；(4)结合适宜产卵水温范围和平均水温年内变化曲线，分别确定各鱼类物种在工程运行前后的适宜产卵时间段及适宜产卵时长；(5)计算工程运行前后的适宜产卵时间生态位结构指数，包括：将工程运行前各鱼类物种适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点，按时间顺序排列成时间数列S
b
，并构建矩阵A，矩阵A中元素A
jr
＝T
j
‑
T
r
；将工程运行后各鱼类物种适宜产卵时间段的开始时间点和结束时间点，按时间顺序排列构成时间数列S
a
，并构建矩阵A'，矩阵A'元素A
jr
'＝t
j
‑
t
r
；其中，A
jr
和A
jr
'分别表示矩阵A和A中第j列第r行元素；T
j
和T
r
分别表示时间数列S
b
中第j个和第r个数值，t
j
和t
r
分别表示时间数列S
a
中第j个和第r个数值，j依次取1，2，3，...2n，r依次取1，2，3，...2n；分别计算矩阵A和A'内所有元素的算术和S
A
和S
A
'；采用公式分别计算工程运行前后的生态位结构指数E
n
，n表示目标评估鱼类群落中鱼类物种数量，p
i
表示目标评估鱼类群落中鱼类物种i的适宜产卵时长，S取算术和S
A
或S
A
'；(6)通过比较工程运行前后的生态位结构指数，来评估水温变化对目标评估鱼类群落适宜产卵时间重叠结构的影响。2.如权利要求1所述的一种评估水温变化对鱼类繁殖时间生态位影响的方法，其特征是：还包括：利用式子分别计算工程运行前后目标评估鱼类群落适宜产卵时间生态位平均宽度指数E
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝好鑫，李志军，田志福，杨梦斐，闫峰陵，王俊洲，
申请(专利权)人：长江水资源保护科学研究所，
类型：发明
国别省市：