重建海洋生態(tài)系統(tǒng)論文.doc

重構(gòu)被人類(lèi)影響過(guò)的海洋生態(tài)系統(tǒng)一隊(duì) 莫冬臘 田思濛 劉子生摘要本文研究了虱目魚(yú)養(yǎng)殖區(qū)的水質(zhì)的水質(zhì)特征，即珊瑚礁的生長(zhǎng)條件，提出來(lái)一種科學(xué)的混養(yǎng)方法，以改善水質(zhì)條件以使珊瑚重新繁殖成為可能。步驟一，針對(duì)實(shí)際情況和要求，提出了在不改變現(xiàn)有某些條件的基礎(chǔ)上的養(yǎng)魚(yú)方案：保留目前虱目魚(yú)的箱養(yǎng)方式和規(guī)模；在箱子的外部水域添加多種生物物種構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的食物鏈和生態(tài)系統(tǒng)，添加有高經(jīng)濟(jì)效益的海帶（藻類(lèi)）、海參（棘皮類(lèi)動(dòng)物）、貽貝（軟體類(lèi)動(dòng)物）、對(duì)蝦（甲殼類(lèi)動(dòng)物）、梭魚(yú)（草食性動(dòng)物），虱目魚(yú)。這樣就形成了箱養(yǎng)和混養(yǎng)的兩種模式共同進(jìn)行，箱養(yǎng)保證了漁民的收益不會(huì)減少，外部混養(yǎng)則可以改善水質(zhì)和提供額外收入。利用食物鏈中的供養(yǎng)關(guān)系，在每個(gè)物種的所捕獲能量與所耗散能量和被捕食能量的平衡關(guān)系下構(gòu)件物種數(shù)量穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)，得出食物鏈中各種物種同化量之間的約束關(guān)系。步驟二，用先線(xiàn)性擬合的方法得出水質(zhì)特征與海水富營(yíng)養(yǎng)度的關(guān)系，即得出水中葉綠素濃度和微生物濃度與水中溶解氮的約束式，在基于混養(yǎng)物種的影響改造約束式；分析了海水中溶解氮濃度的相關(guān)因素，得出溶解氮濃度的表達(dá)式。步驟三，要提出一種混養(yǎng)模式，兼顧水質(zhì)和收益，這是多目標(biāo)的線(xiàn)性規(guī)劃。目標(biāo)是水質(zhì)達(dá)到珊瑚繁衍所需的水平（即溶解的總氮和葉綠素濃度達(dá)到取樣點(diǎn)A和B的水質(zhì)特征）和收益最大，約束是食物鏈能量傳遞規(guī)律以及漁民對(duì)混養(yǎng)系統(tǒng)物種的捕撈收獲。合理的混養(yǎng)計(jì)劃是虱目魚(yú)，梭魚(yú)，對(duì)蝦，貽貝，海參，在收獲期間收取虱目魚(yú)，梭魚(yú)，海參，對(duì)蝦，使最大化收益的目標(biāo)達(dá)到，海帶漁民從箱外混養(yǎng)系統(tǒng)所獲得的最大收益是88.48萬(wàn)元/（每月每公頃）。1 問(wèn)題重述建立一個(gè)混養(yǎng)系統(tǒng)來(lái)代替現(xiàn)有的虱目魚(yú)單養(yǎng)系統(tǒng)。理想情況下的混養(yǎng)方案是多種生物混養(yǎng)在一起，一些生物的排泄物恰好是另一些生物的食物，這不僅會(huì)減少魚(yú)養(yǎng)殖中向周?chē)w排放的富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)也通過(guò)養(yǎng)魚(yú)產(chǎn)生的大量副產(chǎn)品來(lái)增加漁民的收入。就建模的目的而言，生物多樣性環(huán)境中的主要?jiǎng)游锷锟杉?xì)分為肉食性魚(yú)類(lèi)、草食性魚(yú)類(lèi)、軟體動(dòng)物、甲殼類(lèi)動(dòng)物、棘皮動(dòng)物和藻類(lèi)。根據(jù)供養(yǎng)種類(lèi)，又初級(jí)生產(chǎn)者、濾食性動(dòng)物、沉積性動(dòng)物、食草動(dòng)物、捕食性動(dòng)物。在海洋中的食肉動(dòng)物除了吃草食動(dòng)物或小一些的肉食動(dòng)物外，它們也吃濾食性動(dòng)物和沉積動(dòng)物。大多數(shù)動(dòng)物的生長(zhǎng)效率只有10-20%，所以它們攝入的80-90%的食物最終以不同的形式釋放出來(lái)，有些作為熱量散發(fā)出來(lái)，有些是排泄物。一個(gè)海域支持珊瑚生存的能力最重要的是水質(zhì)。虱目魚(yú)養(yǎng)殖所生產(chǎn)的過(guò)剩營(yíng)養(yǎng)使得海藻快速增長(zhǎng)，因而阻止了珊瑚的生長(zhǎng)。同時(shí)由于虱目魚(yú)養(yǎng)殖所產(chǎn)生的顆粒流入，降低了珊瑚的生長(zhǎng)。因此在珊瑚幼蟲(chóng)能夠生長(zhǎng)之前，必須保持適當(dāng)?shù)乃|(zhì)。問(wèn)題的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)可行的混養(yǎng)系統(tǒng)，以取代目前單一的虱目魚(yú)養(yǎng)殖，從而根本改善水質(zhì)，讓珊瑚幼蟲(chóng)得以在該地區(qū)生長(zhǎng)和繁衍。你的混養(yǎng)方案無(wú)論在短期還是長(zhǎng)期，都應(yīng)該是有利于生態(tài)環(huán)境并具有好的經(jīng)濟(jì)效益。建議分為以下幾個(gè)步驟來(lái)完成任務(wù)：1：建立一個(gè)完整的珊瑚礁食物鏈模型。其中包括作為唯一捕食性魚(yú)類(lèi)的虱目魚(yú)，一種草食性魚(yú)類(lèi)，一個(gè)軟體動(dòng)物物種，一個(gè)甲殼類(lèi)物種，一個(gè)棘皮動(dòng)物物種，和一個(gè)藻類(lèi)物種。確定每個(gè)物種你認(rèn)為合理的數(shù)量。闡述你的模型，說(shuō)明每個(gè)物種如何與其他物種相互作用。2：取得滿(mǎn)意水質(zhì)水平。調(diào)整每一個(gè)物種的數(shù)量，直到取得令人滿(mǎn)意的水質(zhì)水平，要清楚說(shuō)明對(duì)哪個(gè)物種的數(shù)量進(jìn)行了調(diào)整，以及為什么這種調(diào)整是合理的。3：最大化價(jià)值。保持一種在可以最大程度上接受的水質(zhì)和獲得最大化價(jià)值之間的平衡關(guān)系。改變你的模型來(lái)獲得每種物質(zhì)的固定產(chǎn)量。你能獲得的總價(jià)值以及相對(duì)應(yīng)的水質(zhì)是多少？請(qǐng)嘗試采用不同的收獲策略及不同的虱目魚(yú)養(yǎng)殖水平，同時(shí)畫(huà)出反映收獲價(jià)值與水質(zhì)之間函數(shù)關(guān)系的曲線(xiàn)。給出結(jié)論：什么是最優(yōu)收獲？2 模型假設(shè)1. 水質(zhì)不受季節(jié)和年份變化的影響2. 無(wú)來(lái)自其他海域和陸地的食物來(lái)源3. 每種生物在海里空間上均勻分布4. 所有生物的鮮重和干重不因季節(jié)的變化而變化5. 市場(chǎng)上的平均收購(gòu)價(jià)格不因淡季，旺季的變化而變化6. 每次捕撈都能精確地完成要求的數(shù)量7. 所有生物每個(gè)月份同化量的不因?yàn)槠淠挲g大小而不同8. 海水平均深50米，且海床較平緩9. 海水中浮游植物的濃度（葉綠素濃度）的增量與海水的富營(yíng)養(yǎng)度（溶解氮濃度）的增量成正比10. 虱目魚(yú)的食物50%來(lái)自動(dòng)物，50%來(lái)自海帶；對(duì)蝦的食物50%來(lái)自海帶，50%來(lái)自浮游植物和微生物11. 虱目魚(yú)的捕撈量是虱目魚(yú)同化量的10%3 符號(hào)說(shuō)明 一公頃一個(gè)月海帶的同化量 人類(lèi)每月對(duì)每公頃海域中海帶的捕撈量 一公頃一個(gè)月對(duì)蝦的同化量 人類(lèi)每月對(duì)每公頃海域中對(duì)蝦的捕撈量 一公頃一個(gè)月貽貝的同化量 人類(lèi)每月對(duì)每公頃海域中貽貝的捕撈量 一公頃一個(gè)月梭魚(yú)的同化量 人類(lèi)每月對(duì)每公頃海域中梭魚(yú)的捕撈量 一公頃一個(gè)月虱目魚(yú)的同化量 人類(lèi)每月對(duì)每公頃海域中虱目魚(yú)的捕撈量 一公頃一個(gè)月海參的同化量 人類(lèi)每月對(duì)每公頃海域中海參的捕撈量 海水中葉綠素濃度 海水中微生物濃度 溶解氮的濃度 箱養(yǎng)虱目魚(yú)對(duì)海水氮溶解度的貢獻(xiàn) 海帶的植株數(shù)量 珊瑚能夠繁衍的海水中葉綠素含量的上限 珊瑚能夠繁衍的海水中微生物含量的下限 珊瑚能夠繁衍的海水中微生物含量的上限 珊瑚能夠繁衍的海水中允許物種i繁殖數(shù)目的上限列舉關(guān)系式時(shí)使用的參數(shù)。4 模型的準(zhǔn)備在生物種群數(shù)量穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)生物鏈中，物種（處于食物鏈最高級(jí)的物種除外）所攝入食物的量有50%被排泄掉，剩下的被稱(chēng)為該物種的同化量。在同化量中，有70%在新陳代謝過(guò)程中被耗散掉，有10%最終存放在遺體中被分解掉，剩下的20%作為食物鏈上一級(jí)物種的食物。食物鏈最高級(jí)的因?yàn)闆](méi)有捕食者所以它的同化量最終全部轉(zhuǎn)化為遺體或排泄物。以上關(guān)系如下圖所示圖1 食物鏈能量轉(zhuǎn)換關(guān)系示意圖5 模型建立和求解5.1 步驟一為確?；祓B(yǎng)方案無(wú)論是在長(zhǎng)期還是短期都具有好的經(jīng)濟(jì)效益，我們提出的混養(yǎng)方案主體是：箱內(nèi)保持單一的虱目魚(yú)飼養(yǎng)；在箱外引進(jìn)不同物種，改造養(yǎng)殖區(qū)的水質(zhì)；箱外的物種在保持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下被漁民適當(dāng)捕撈，增加漁民收益。5.1.1 各類(lèi)別物種的選取 我們選用的箱外混養(yǎng)的物種和經(jīng)濟(jì)價(jià)值及它們的供養(yǎng)關(guān)系表示如下物種名稱(chēng)類(lèi)別名稱(chēng)供養(yǎng)種類(lèi)獲食對(duì)象平均體重（g）單價(jià)（元/kg）虱目魚(yú)捕食性魚(yú)類(lèi)捕食性動(dòng)物動(dòng)物，藻類(lèi)150034(鮮）梭魚(yú)草食性魚(yú)類(lèi)草食性動(dòng)物藻類(lèi)43014（鮮）對(duì)蝦甲殼動(dòng)物濾食性動(dòng)物浮游植物，微生物，藻類(lèi)63241（鮮）貽貝軟體動(dòng)物沉積性動(dòng)物有機(jī)泥43.464（干）海參棘皮動(dòng)物沉積性動(dòng)物有機(jī)泥115350（干）海帶藻類(lèi)初級(jí)生產(chǎn)者陽(yáng)光10006.8（干）表1 箱外混養(yǎng)的物種的有關(guān)信息根據(jù)所選物種的所屬供養(yǎng)種類(lèi)供養(yǎng)種類(lèi)，明確他們之間的供養(yǎng)關(guān)系后可以建立食物鏈模型如下圖2 珊瑚礁食物鏈5.1.2 生物鏈中物種間的供養(yǎng)關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)生物種群數(shù)量穩(wěn)定的情況下，根據(jù)圖1食物鏈能量轉(zhuǎn)換示意圖和圖2食物鏈?zhǔn)疽鈭D以及假設(shè)11，得到下面的關(guān)系式經(jīng)整理得 （1）由食物鏈和供養(yǎng)關(guān)系可知，海帶、貽貝、對(duì)蝦和海參的生存并不依賴(lài)其他物種的數(shù)量，所以它們的生存數(shù)量在環(huán)境的可承受范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)。為了限制它們過(guò)度增長(zhǎng)，引進(jìn)它們的捕食者（虱目魚(yú)和梭魚(yú)）。這樣就可以把當(dāng)做自變量而作為自變量的因變量。5.1.3 各物種的同化量同物種數(shù)量之間的關(guān)系根據(jù)資料（見(jiàn)文獻(xiàn)5），海洋生物平均體重與總同化量的比例約為20%，我們由此估計(jì)出該生物一生同化量。假設(shè)9中我們假定：每個(gè)月物種的攝食量為平均。那么物種數(shù)量便可用以下等式求解: （物種壽命單位：月）要保持生態(tài)穩(wěn)定，促進(jìn)海水水質(zhì)凈化，必須控制海水中葉綠素的濃度和氮含量，使得氮含量合格，從而促進(jìn)微粒，微生物的合格，而海帶，貽貝，海參的同化量決定了該生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)中溶解氮的吸收，所有生物的排泄與遺尸又對(duì)環(huán)境氮的含量有所增益，而由等式4可知，物種需要的數(shù)量與需要凈化的同化量成比例關(guān)系，我們由生物壽命，體重，同化率得到各個(gè)生物的每月單位個(gè)體同化量如下表：表2 珊瑚礁食物鏈的同化量信息物種名稱(chēng)平均體重（g）壽命（y）總同化量（g）每個(gè)個(gè)體每月同化量（g）虱目魚(yú)150017500625.0梭魚(yú)43012150179.2對(duì)蝦6323316087.8貽貝43.40.521736.2海參115257524.0海帶10000.550008 海帶數(shù)量的范圍由A、B兩點(diǎn)的水質(zhì)特征知，當(dāng)總氮的含量在7-8.2uM之間，葉綠素含量在0.22-0.31ug/L，微粒數(shù)量在3.34-4.71/mL時(shí)，珊瑚就可以正常繁衍。表3 滿(mǎn)足水質(zhì)要求的各元素含量要求（每月每公頃）葉綠素溶解氮微粒數(shù)目（）含量110-155g49.0-57.4g1670-2355要滿(mǎn)足水質(zhì)健康的要求，就必須同時(shí)滿(mǎn)足葉綠素，溶解氮，微粒數(shù)量三方面的要求，從葉綠素的方面，海帶數(shù)量必須達(dá)到要求，同時(shí)對(duì)蝦數(shù)量不能過(guò)多，從微粒數(shù)目，對(duì)蝦數(shù)目也不能過(guò)多，從溶解氮含量，各種生物數(shù)量必須滿(mǎn)足等式（4）。根據(jù)參考文獻(xiàn)，葉綠素的含量和海帶滿(mǎn)足下式： （5）是指海帶的數(shù)量。由葉綠素須滿(mǎn)足每毫升海水中存在0.22-0.31ug/L，故海帶數(shù)目為每公頃144996-1513108株，由表5知每月每公頃海帶的同化量為120.4-126.1噸。5.2 步驟二5.2.1 擬合海水中溶解氮濃度與葉綠素濃度和微生物濃度的關(guān)系為了讓養(yǎng)殖區(qū)具備珊瑚蟲(chóng)生長(zhǎng)的水質(zhì)條件，必須保證每毫升海水含有50萬(wàn)至100萬(wàn)微生物，以及每升海水中含有少于0.25ug的葉綠素（大量浮游植物的替代物）。由于水生微生物和浮游植物的的濃度和海水的富營(yíng)養(yǎng)度有關(guān)，而溶解于海水的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)絕大部分是蛋白質(zhì)，根據(jù)生物學(xué)的知識(shí)，100g蛋白質(zhì)中含有6.25g氮，這樣可以用海水中溶解氮的濃度來(lái)衡量海水的富營(yíng)養(yǎng)度。根據(jù)題目給出的數(shù)據(jù)，整理溶解氮濃度與葉綠素濃度和微生物濃度的對(duì)照表如下：表4 珊瑚生長(zhǎng)不同情況下的各元素含量水域ABCD魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖箱總氮（溶解的，uM）7.40.430.51.339.82.7葉綠素（ug/L）0.250.030.280.030.380.00.2類(lèi)似病毒的微粒濃度（/mL）10.070.80.06.10.7非寄生菌的濃度（細(xì)胞/mL）0.69.90.3寄生菌的濃度（細(xì)胞/mL）0.6113.73.6144.55.6583.228.1總微生物的濃度（細(xì)胞/mL）1.0540.8421.7317.0626.2假設(shè)11中，海水中浮游植物的濃度（葉綠素濃度）的增量與海水的溶解氮濃度的增量成正比，海水中微生物的濃度的增量也于海水的富營(yíng)養(yǎng)度（溶解氮濃度）的增量成正比，于是，在引進(jìn)箱外混養(yǎng)物種之前，有下式： （2）其中，分別是海水中葉綠素濃度和微生物濃度，是溶解氮的濃度，是兩個(gè)比例系數(shù)，是兩個(gè)常數(shù)。為了確定兩個(gè)比例常量，我們對(duì)分別對(duì)表2中的葉綠素濃度和溶解氮濃度與微生物濃度和溶解氮的濃度用MATLAB進(jìn)行線(xiàn)性擬合（附錄I）,結(jié)果如下：圖3葉綠素與溶解氮濃度的線(xiàn)性擬合（豎坐標(biāo)表示葉綠素濃度，ug/L；橫坐標(biāo)表示溶解氮濃度，uM）圖4 微生物與溶解氮濃度的線(xiàn)性擬合（豎坐標(biāo)表示微生物濃度：個(gè)/毫升；橫坐標(biāo)表示溶解氮濃度：uM）得各參數(shù)如下表5 含氮量和葉綠素及微生物的擬合系數(shù)0.289519545-2.642-526235.2.2 引進(jìn)混養(yǎng)物種后對(duì)關(guān)系式（2）的修正引進(jìn)箱外混養(yǎng)物種之后，有必要對(duì)式（2）做出修正。在引進(jìn)的想外混養(yǎng)物種中，對(duì)蝦50%的食物來(lái)自浮游植物和微生物的，所以在式引入關(guān)于的修正項(xiàng)，如下把代入得 5.2.3 決定海水中溶解氮濃度的相關(guān)因素海水中溶解氮的來(lái)源：一、箱養(yǎng)虱目魚(yú)的排泄物；二、飼料中的有機(jī)物溶； 三、箱外混養(yǎng)物種的排泄物與遺體中的有機(jī)物溶于海水。 為保證漁民的生產(chǎn)效益不會(huì)降低，漁民要保持箱養(yǎng)虱目魚(yú)的數(shù)量不變，所以箱養(yǎng)虱目魚(yú)對(duì)海水溶解氮濃度的貢獻(xiàn)是一個(gè)常量。 溶解氮的去向：被箱外混養(yǎng)的一些物種（比如沉積性動(dòng)物）吸收并降低海水中的溶解氮濃度。根據(jù)以上分析，可以得到溶解氮的表達(dá)式以下： 其中是箱養(yǎng)虱目魚(yú)對(duì)海水氮溶解度的貢獻(xiàn)，是一個(gè)常量，是一個(gè)常系數(shù)。在上式中，上面右邊的分別代表貽貝，海參，海帶，對(duì)蝦，梭魚(yú)的排泄率（除海帶）和同化量中轉(zhuǎn)尸率之和。由于虱目魚(yú)處于食物鏈的最高層，它的轉(zhuǎn)尸率加排泄率為30%。5.3 步驟三在這個(gè)步驟中，為了求出最大程度上可以接受的水質(zhì)和最大化總價(jià)值之間的關(guān)系，這就要求我們的混養(yǎng)方案既能達(dá)到盡可能好的水質(zhì)，又能的到盡可能大的收獲價(jià)值，然而這兩者之間在不可能同時(shí)達(dá)到最優(yōu)值，所以我們就必須建立一個(gè)多目標(biāo)規(guī)劃模型，已達(dá)到總體上的最優(yōu)。前兩個(gè)步驟中的生物鏈模型并沒(méi)有考慮人類(lèi)對(duì)混養(yǎng)物種的捕撈，所以箱外是一個(gè)自主穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)；在這個(gè)問(wèn)題中因?yàn)橐紤]最大化總價(jià)值，就必須引進(jìn)人類(lèi)捕撈的因素來(lái)修正模型。在這里漁民對(duì)箱外混養(yǎng)物種的捕撈策略和捕撈強(qiáng)度都是可以可以主觀調(diào)節(jié)的變量，考慮到一般情況下漁民對(duì)箱外物種的捕撈是自主獨(dú)立的，每個(gè)捕撈團(tuán)體是分散獨(dú)立，的捕撈時(shí)間和捕撈強(qiáng)度是隨機(jī)分布的，單位時(shí)間內(nèi)每種物種的捕撈量服從泊松分布。這樣每個(gè)月人類(lèi)對(duì)同種物種的捕撈量都是一個(gè)相對(duì)一致的量，都可以近似等于這個(gè)月該物種的捕撈期望。這并不與“漁民對(duì)箱外混養(yǎng)物種的捕撈策略和捕撈強(qiáng)度都是可以可以主觀調(diào)節(jié)的變量”這個(gè)變量相矛盾，因?yàn)槊總€(gè)捕撈團(tuán)體都會(huì)根據(jù)海中各物種的數(shù)量和繁殖能力來(lái)決定對(duì)個(gè)物種的捕撈策略和強(qiáng)度，這樣就能達(dá)到總體上的捕撈強(qiáng)度和策略的自動(dòng)調(diào)節(jié)。5.3.1 人類(lèi)捕撈活動(dòng)影響下食物鏈中物種供養(yǎng)關(guān)系用，和代表分別人類(lèi)每月對(duì)每公頃海域中的海帶，梭魚(yú)，對(duì)蝦，貽貝和虱目魚(yú)的捕撈量。與上文不考慮人類(lèi)捕撈的情況類(lèi)似，為了保持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的穩(wěn)定，即每種物種的數(shù)目穩(wěn)定，有以下關(guān)系式。其中參照食物鏈中不同級(jí)的物種的供養(yǎng)關(guān)系，可以假設(shè)虱目魚(yú)的捕撈量是虱目魚(yú)同化量的10%經(jīng)整理得 5.3.2 根據(jù)以上關(guān)系建立多目標(biāo)線(xiàn)性規(guī)劃模型目標(biāo)：1、 使水葉綠素含量降低到珊瑚能夠繁衍的范圍；2、 使海水的微生物含量降低到珊瑚能夠繁衍的范圍；3、 使?jié)O民的捕撈效益達(dá)到最大化。約束條件：所有與目標(biāo)相關(guān)的關(guān)系。由于目標(biāo)一和目標(biāo)二有一定的范圍，于是可以把它們當(dāng)成約束條件，這樣就轉(zhuǎn)變成單目標(biāo)線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題。列數(shù)學(xué)規(guī)劃形式如下： 1.目標(biāo)一和目標(biāo)二： 2.人類(lèi)捕撈活動(dòng)影響下的食物鏈中各物種間的供養(yǎng)關(guān)系： 3.葉綠素和微生物的濃度變化： 4.捕撈量必須小于該物種同化量的10%： 5.環(huán)境對(duì)海帶、貽貝、對(duì)蝦、海參數(shù)量的限制： ，, 和分別指使珊瑚能夠繁衍的海水中葉綠素含量的上限、微生物含量的下限、微生物含量的上限和環(huán)境允許物種i繁殖數(shù)目的上限。 由海參和貽貝的收獲數(shù)據(jù)，得到每公頃存海參同化量約為1000kg。貽貝競(jìng)爭(zhēng)能力與海參相同，貽貝、海參最大同化量均為1000kg。 利用lingo軟件計(jì)算（附錄II）求得如下結(jié)果：表9 生態(tài)穩(wěn)定時(shí)各物種存量及收獲方案 物種名稱(chēng)虱目魚(yú)（/公頃）梭魚(yú)（/公頃）對(duì)蝦(只/公頃)貽貝（個(gè)/公頃）海參（個(gè)/公頃）海帶（株/公頃）存在量101121135039037627624416663345786收獲量1011213503938041670 Objective value: 884775.2CYLS 0.1550000 0.000000CW 2355.000 0.000000 Objective value每公頃每月漁業(yè)最大獲利：88.48萬(wàn)， CYLS葉綠素含量：每公頃0.155kg CW微粒含量：每公頃2355個(gè)， 葉綠素含量和微粒濃度均達(dá)到表6要求的健康水質(zhì)。 6 模型評(píng)價(jià)在模型一中，選取經(jīng)濟(jì)效益高的各種生物建立食物鏈，滿(mǎn)足生態(tài)系統(tǒng)的能量的有效利用。模型二通過(guò)溶解氮和葉綠素，微粒，微生物的關(guān)系，將水質(zhì)的評(píng)估主要?dú)w于氮含量的下降，合理對(duì)于各種群數(shù)目進(jìn)行修正，從而使得該生態(tài)系統(tǒng)能夠達(dá)到逐步地凈化水質(zhì)的要求。模型三對(duì)于模型二，提供了對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益最大化的約束條件，參考市場(chǎng)收購(gòu)價(jià)格，利用多目標(biāo)線(xiàn)性規(guī)劃模型，得到了經(jīng)濟(jì)效益的最優(yōu)解，使得漁民從新生態(tài)系統(tǒng)獲得比原系統(tǒng)更高的收益。模型有以下的優(yōu)點(diǎn)：1.盡量利用率經(jīng)濟(jì)效益高的海產(chǎn)品，使?jié)O民收入最大化；2.得出了滿(mǎn)足條件的范圍和多組非劣解，不僅限于最優(yōu)解的求解，方便選擇；模型的缺點(diǎn)有：1. 未考慮到各個(gè)月份各個(gè)季節(jié)物種各個(gè)參數(shù)的變化；2. 未考慮同一種群不同年齡層次和繁殖周期；參考文獻(xiàn)1 石駿譚等，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)概論，大連：海事大學(xué)出版社，2011。2 F.S.Pielou，數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)（盧澤愚譯），科學(xué)出版社，1988。3 姜啟源 謝金星，數(shù)學(xué)模型（第三版），北京：高等教育出版社，2003.8。4 陳乃書(shū) 周開(kāi)炎，菲律賓虱目魚(yú)養(yǎng)殖技術(shù)，海洋漁業(yè)，04期：P12，1982。 5 佚名，中國(guó)海洋局海洋生物數(shù)據(jù)庫(kù)，/index.asp，207:31。附錄I . MATLAB計(jì)算溶解氮、微粒和葉綠素含量：clear,clcx1=69.7 ; 80.4;89.6 ;141; 162;x2=7.4 ;8; 14.2; 30.5; 39.8;x3=0.25; 0.28; 0.38; 4.5; 10.3;x4=106 ;196;662;832 ;641;x5=9 ;39; 54 ;86; 86;x6=3.56;4.5;9.71;15.37;19.14;x7=1;0.8;1.7;7;6.1;x8=5.4;4.2;3;6.1;9.9;x9=5.3;3.9;113.7;144.5;583.2;x10=1.6;1;1.1;9.7;78.4;x3=x3;x1=x2X=ones(5,1) x1;Y=x3;b=regress(Y,X);plot(x1,x3,+);hold onx1=5:40;x3=b(1)+b(2)*x1;plot(x1,x3);b,bint,r,rint=regress(Y,X);rcoplot(r,rint);II. Lingo求解算法：max=34*1.5*wz1/0.625+14*0.43*wy1/0.1792+41*0.632*wx1/0.0878+64*0.0014*wb1/0.0362+350*0.0125*ws1/0.024+6.8*0.04*w