基于STELLA的浅海滩涂养殖文蛤(Meretrix meretrix)动态能量收支生长模型构建

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文蛤(Meretrix meretrix)是我国沿海养殖重要经济种贝类之一,本文以江苏省如东县地区文蛤为研究对象,通过开展室内生理生态学实验及野外调查相结合的方式,获取了文蛤动态能量收支(dynamic energy budget,DEB)生长模型构建所需的7个关键参数。在此基础上,采用STELLA软件作为平台构建了文蛤动态能量收支生长模型,模拟文蛤软体部组织干重的生长,量化了能量在文蛤整个生活史阶段的分配情况。主要研究结果如下:(1)模型构建关键参数估计壳长与软体部组织湿重回归得到文蛤形状系数δm,其值为0.374;温度实验获得阿仑尼乌斯温度TA,本文测得的阿仑尼乌斯温度值为(5849.31±328.11)K。进行45d的饥饿实验,测定单位时间单位体积维持生命所需的能量[PM]、形成单位体积结构物质所需的能量[EG]以及单位体积的最大存储能量[EM],其值分别为28.35 J·cm-3·d-1、5682.84 J·cm-3和2549.32 J·cm-3;摄食实验测定25℃时文蛤的摄食参数,主要包括:单位时间单位体表面积的最大摄食率PAm}和单位时间单位表面积的最大吸收率{JXm},其值分别为120.84 J·cm-2·d-1和87.00 J·cm-2·d-1。(2)动态能量收支生长模型模拟结果第0d至第390d,文蛤软体部组织干重由0.11 g增至0.48 g,壳长由1.51 cm增至3.12 cm。0 d时存储能量占比最高,为66%;结构物质能量次之,占34%;繁殖能量占比为0。存储能量从0d开始下降,210 d至300 d时存储能量降至最低,最低时占总能量7%,此后存储能量略有回升,至第360d,能量占比为21%;结构物质能量在第30d后至第360d模拟结束,能量总体占比在60%以上;用于繁殖的能量由0缓增至17%左右。(3)模型检验及参数敏感性分析实际拟合直线与1:1直线较为接近,模拟值与实际值极显著性相关(R2=0.96 P<0.01)。观测值与模拟值的相关系数r、均方根误差(RMSE)及归一化均方根误差(NRMSE)值的大小分别为 0.9661、0.0285 及 5.38%。参数敏感性分析显示:各个参数中,单位时间单位体表面积吸收率PAm}敏感性指数最大,其值为0.91%,其次是单位体积结构物质形成所需的能量[EG],敏感性指数是0.46%。敏感性指数最小的是结构物质体积Vp,大小为0.01%。参数改变10%,敏感性指数均小于100%。(4)生长限制性分析第0~180 d期间,e与f变化趋势相同,表明食物在此阶段是限制因子;第180~300d期间,e与f变化趋势相异,表明此阶段水温的限制作用较大;第300d~360 d期间,f、e均呈上升趋势,此时食物成为文蛤软体部组织干重生长的限制因子。综上所述,室内生理生态实验以及收集资料获得构建文蛤动态能量收支生长模型所需的参数,应用STELLA软件作为平台构建文蛤动态能量收支生长模型,该模型较好地模拟了文蛤的生长,量化能量在文蛤整个生活史阶段的能量分配情况,为将来构建浅海滩涂文蛤生态养殖容量预测模型提供数据支撑。
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