本发明专利技术公开了一种圆口铜鱼适宜繁殖条件生态满足度计算方法及生态修复方法，明确圆口铜鱼繁殖产卵可能相关的流量、水深、泥沙、水温、流速等水文水力因子，确定圆口铜鱼产卵繁殖所需的各种水文水力因子对应的适宜条件范围，基于耦合信息熵与改进模糊层次分析法分别赋值各因子对圆口铜鱼产卵的影响权重；提出圆口铜鱼产卵繁殖单项因子适宜条件生态满足度的定义及计算方法；计算不同水文水力因子在圆口铜鱼产卵繁殖适宜条件范围内的单项满足度，考虑各个单项水文水力因子对圆口铜鱼产卵繁殖的相应权重，最终获得圆口铜鱼产卵繁殖适宜条件的综合生态满足度。条件的综合生态满足度。条件的综合生态满足度。
【技术实现步骤摘要】
一种圆口铜鱼适宜繁殖条件生态满足度计算方法及生态修复方法
[0001]本专利技术涉及一种圆口铜鱼适宜产卵繁殖条件生态满足度计算方法，属于长江流域生态环境及生态调度
技术介绍
[0002]梯级水电开发在社会经济发展方面发挥巨大作用，为可持续发展提供重要保障，但其运行势必会对其下游的水文、水力、水质等要素产生影响，从而改变下游生物赖以生存的生境条件。金沙江、雅砻江和长江流域梯级水电的开发拦蓄河流也将部分改变长江干流水流情势，对其上下游一定范围内的生态环境带来深远影响。
[0003]圆口铜鱼又称水密子,主要分布于长江上游和金沙江下游以及雅砻江等支流中,每年春季为捕捞旺季,是长江上游的特有鱼类和主要经济鱼类。圆口铜鱼是一种河流洄游型鱼类,其整个生活史均在河道中完成，洄游鱼类在上溯过程中遇到流速屏障或障碍物时通常会在下游低流速区出现集群行为。然而,随着金沙江、雅砻江和长江流域梯级水电的开发，水利枢纽工程阻隔了圆口铜鱼的生殖洄游通道和长江中下游圆口铜鱼对金沙江繁殖群体的补充通道，圆口铜鱼栖息地生境的破碎化和片段化日趋严重，同时水库建成后形成的湖泊环境,将完全改变原有河道的水文条件,即使在库尾残留的圆口铜鱼亲本能够完成自然产卵,但水库环境也不能提供其受精卵漂流发育所需的环境条件,这对其资源量造成不利影响,对种群的生存构成了威胁,其保护问题迫在眉睫。目前圆口铜鱼已成为长江上游流域保护的指标性物种。
[0004]圆口铜鱼的产卵场一般分布于江面由宽变窄,水深流急,滩多、碛坝多、底为砾石的江段。圆口铜鱼产卵高峰期一般在每年的4～7月，其中，5月和6月是产卵高峰期，在流水中产漂流性卵，顺水漂流孵化，在成长过程中逐渐向上游洄游。在金沙江部分江段渔获物组成中圆口铜鱼比例曾高达40％左右。然而,随着金沙江、雅砻江和长江流域梯级水电的开发，其比例不断降低。2011年向家坝截流后，其资源即出现了明显的下降，2013年溪洛电站和官地电站建成后，其资源量更是急剧下降，近几年来，圆口铜鱼已经成为偶获性物种。圆口铜鱼野生资源的下降与其产卵场的消失密不可分，目前捕获的圆口铜鱼均为库区和河道中的残留群体。四川省农业科学院水产研究所长期监测结果表明，圆口铜鱼产卵场主要分布于金沙江下游和雅砻江下游。向家坝截流后，金沙江下游圆口铜鱼产卵场完全消失，仅在金沙江攀枝花江段和雅砻江下游还残存部分产卵场。2013年溪洛渡电站和官地电站建成后，以及随着白鹤滩和乌东德水电站的建设，这些残存的产卵场也受到威胁。2021年，圆口铜鱼被列为国家二级保护动物，圆口铜鱼产卵与流量、水深、水温等因素密切相关。鉴于影响圆口铜鱼产卵繁殖的因素众多，亟需提出一套能够全面评价圆口铜鱼适宜产卵繁殖条件生态满足度的系统方法。该方法不仅能够全面、客观地了解圆口铜鱼现有产卵条件的综合情况，而且可以为长流流域生态补偿调度提供重要技术参考。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种圆口铜鱼适宜繁殖条件生态满足度计算方法及生态修复方法，解决长江上游珍稀指标性物种圆口铜鱼适宜产卵繁殖条件生态满足度的计算的技术问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种圆口铜鱼适宜产卵繁殖条件生态满足度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]获取并根据与圆口铜鱼产卵相关的水文水力因子，确定圆口铜鱼繁殖所需水文水力因子的适宜条件范围；
[0009]耦合信息熵与改进模糊层次分析法分别赋值各因子对圆口铜鱼产卵的影响权重，得到各个水文水力因子对圆口铜鱼繁殖的影响权重；
[0010]基于确定的圆口铜鱼繁殖所需水文水力因子的适宜条件范围，计算各个水文水力因子在圆口铜鱼繁殖适宜条件范围内的生态满足度；
[0011]根据各个水文水力因子对圆口铜鱼繁殖的影响权重和各个水文水力因子在圆口铜鱼繁殖适宜条件范围内的生态满足度，确定圆口铜鱼适宜繁殖条件的综合生态满足度。
[0012]进一步的，水文水力因子包括水温、流速、流量大小、流量涨幅、流量涨时、水位涨幅、水位涨时、水位涨次、水深。
[0013]进一步的，耦合信息熵与改进模糊层次分析法分别赋值各因子对圆口铜鱼产卵的影响权重，包括：
[0014]通过熵权法计算初步权重；
[0015]基于初步权重，通过模糊层次分析法计算客观权重；
[0016]通过模糊层次分析法计算主观权重；
[0017]通过最小相对熵原理计算组合各水文水力因子的所述客观权重和主观权重，得到各水文水力因子的影响权重。
[0018]进一步的，通过熵权法计算初步权重，包括：
[0019]将第i天水文水力因子的值除以圆口铜鱼产卵天数水文水力因子的总和，得到第i天水文水力因子的概率因子，如下式：
[0020][0021]式中，x(i,j)表示第i天第j个水文水力因子的值,m表示圆口铜鱼产卵比较集中的天数,本次研究取61天,p(i,j)表示第i天第j个水文水力因子的概率因子,i表示天数；
[0022]将各个水文水力因子的概率因子转换为各水文水力因子的信息熵：
[0023][0024]其中，e(j)表示第j个水文水力因子的信息熵；
[0025]基于信息熵计算各水利水文因子的初步权重：
[0026][0027]其中，w(j)表示第j个水文水力因子的初步权重,n为水文水力因子个数。
[0028]进一步的，基于初步权重，通过模糊层次分析法计算客观权重，包括：
[0029]a.构建模糊互补判断矩阵
[0030]各水文水力因子权重的确定相互独立，为考虑初步权重的一致性，可构造各水文水力因子的模糊互补判断矩阵
[0031]A＝(a
ij
)
n
×
n
,a
ij
＝[1
‑
e(i)]/[1
‑
e(i)+1
‑
e(j)](i,j＝1～n)
ꢀꢀ
(4)
[0032]a
ij
表示因子i优于因子j的程度，该矩阵满足：0≤a
ij
≤1,a
ij
+a
ji
＝1；
[0033]用基于加速遗传算法的模糊层次分析法同时检验和修正A的一致性、并计算各水文水力因子的客观权重w(j)。
[0034]若A满足加性传递性，称A为模糊一致性判断矩阵。
[0035]b.构建最优模糊一致性判断矩阵
[0036]若A不具有满意的一致性则需修正。设A的修正矩阵为B＝(b
ij
)
n
×
n
,
[0037][0038]式中，称目标函数CIC(n)为一致性指标系数，d为非负参数，根据查阅文献可从[0,0.5]内选取。用加速遗传算法求解式(5),即得到各水文水力因子的客观权重w(j)。式(5)的一致性指标系数不大于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种圆口铜鱼适宜繁殖条件生态满足度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：获取并根据与圆口铜鱼产卵相关的水文水力因子，确定圆口铜鱼繁殖所需水文水力因子的适宜条件范围；耦合信息熵与改进模糊层次分析法分别赋值各因子对圆口铜鱼产卵的影响权重，得到各个水文水力因子对圆口铜鱼繁殖的影响权重；基于确定的圆口铜鱼繁殖所需水文水力因子的适宜条件范围，计算各个水文水力因子在圆口铜鱼繁殖适宜条件范围内的生态满足度；根据各个水文水力因子对圆口铜鱼繁殖的影响权重和各个水文水力因子在圆口铜鱼繁殖适宜条件范围内的生态满足度，确定圆口铜鱼适宜繁殖条件的综合生态满足度。2.根据权利要求1所述的圆口铜鱼适宜繁殖条件满足度计算方法，其特征在于：所述水文水力因子包括水温、流速、流量大小、流量涨幅、流量涨时、水位涨幅、水位涨时、水位涨次、水深。3.根据权利要求1所述的圆口铜鱼适宜繁殖条件生态满足度计算方法，其特征在于：耦合信息熵与改进模糊层次分析法分别赋值各因子对圆口铜鱼产卵的影响权重，包括：通过熵权法计算初步权重；基于初步权重，通过模糊层次分析法计算客观权重；通过模糊层次分析法计算主观权重；通过最小相对熵原理计算组合各水文水力因子的所述客观权重和主观权重，得到各水文水力因子的影响权重。4.根据权利要求3所述的圆口铜鱼适宜繁殖条件满足度计算方法，其特征在于：通过熵权法计算初步权重，包括：将第i天水文水力因子的值除以圆口铜鱼产卵天数水文水力因子的总和，得到第i天水文水力因子的概率因子，如下式：式中，x(i,j)表示第i天第j个水文水力因子的值,m表示圆口铜鱼产卵比较集中的天数，p(i,j)表示第i天第j个水文水力因子的概率因子,i表示天数；将各个水文水力因子的概率因子转换为各水文水力因子的信息熵：其中，e(j)表示第j个水文水力因子的信息熵；基于信息熵计算各水利水文因子的初步权重：其中，w(j)表示第j个水文水力因子的初步权重,n为水文水力因子个数。5.根据权利要求4所述的圆口铜鱼适宜繁殖条件满足度计算方法，其特征在于：，基于初步权重，通过模糊层次分析法计算客观权重，包括：a.构建模糊互补判断矩阵
各水文水力因子权重的确定相互独立，为考虑初步权重的一致性，可构造各水文水力因子的模糊互补判断矩阵A＝(a
ij
)
n
×
n
,a
ij
＝[1
‑
e(i)]/[1
‑
e(i)+1
‑
e(j)](i,j＝1～n)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)a
ij
表示因子i优于因子j的程度，该矩阵满足：0≤a
ij
≤1,a
ij
+a
ji
＝1；用基于加速遗传算法的模糊层次分析法同时检验和修...
【专利技术属性】
技术研发人员：虞美秀，付婷，陈娟，陈求稳，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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