BP神经网络在太湖不同湖区叶绿素a浓度短期预测的应用初探

摘要：人工神经网络具有强大的非线性能力，能对复杂的水环境系统中非线性行为进行准确有效地预测。本文选择太湖的梅梁湾和湖心区两个典型湖区为研究对象，分别设置4个和2个采样点。通过对其2006-2008年三年的常规水质监测参数进行主成分分析，选择合适的输入因子及最优的网络参数，建立优化的BP网络模型，以实现叶绿素a浓度的月预测。结果表明，梅梁湾湖区和湖心区的预测值与实测值的平均相对误差分别为71%和39%，两者预测精度均较低，原因与太湖的水动力条件、水文气象及藻型生态系统等因素有关。     

SARIMA模型在湖泊水温序列中的应用

水温是影响水质的重要因素之一,为了更好地预测水温的变化趋势,为水质管理及渔业生产提供科学依据,本文以太湖梅梁湾湖区为例,选取梅梁湾1995年1月-2005年12月的水温数据,构建季节性时间序列模型,并以2006年的水温数据进行验证,结果显示了模型拟合效果较好,预测值与实测值相对误差较小,表明季节性时间序列在水温预测方面有较好的应用性。     

太湖鱼类生物完整性指数构建与健康评价

2018年冬季(12月)在太湖设置24个采样点,用网目12cm、7cm和3cm的浮、半沉和沉刺网和网目1.6cm的地笼相结合采集鱼类样本,参考历年渔业监测结果,选取4个参照点,筛选5大类27个候选参数,构建太湖鱼类生物完整性指数体系(Fish Index of Biotic Integrity,F-IBI),评价太湖水质状况。在太湖共采集鱼类1765尾,1门1纲6目8科28属37种,总重94017.7g。2018年冬季太湖鱼类的优势种类为刀鲚Coilia ectenes taihuensis,优势度为43.23%,重量优势种类为鲤Cyprinus carpio,优势度为37.57%。该体系包括鱼类总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、肉食性鱼类个体百分比、鱼类总个体数、产粘性卵鱼类物种数百分比、借助贝类产卵鱼类物种数百分比、中等耐污鱼类个体百分比,共7个参数。等级和评分为:"优",F-IBI≥4.36;"良",4.36F-IBI≥3.27;"中",3.27F-IBI≥2.18;"一般",2.18F-IBI≥1.09;"差",F-IBI1.09。结果显示:西部湖区和湖心区为"一般";南部湖区和梅梁湾为"中";竺山湾为"中"～"优";东部湖区和贡湖湾为"良"～"优"。F-IBI结果与水生态健康指数(M-IBI)、物理生境指数(PHI)的相关性好,而与水质参数的相关性不高,这表示鱼类为湖泊顶级生物类群,活动能力强,其状况反映出水体物理、化学、生物等多种环境要素的综合结果,建议M-IBI将F-IBI纳入,以丰富水生态健康体系。     

太湖湖滨带生态系统健康评价及其修复模式探讨

根据太湖湖滨带生态系统的特点,选用综合健康指数方法对其进行评价,设置可反映湖滨带生态系统水质、底泥、植被、其他生物状况、岸带物理状况等因素的评价体系及评价标准。于2015年春、夏、秋三季环绕太湖对其6种湖滨带类型共18个点位进行综合采样分析。结果表明,2015年太湖湖滨带生态系统健康指数(EHCI)总趋势为先降后增,即春、秋两季时湖滨生态系统健康程度优于夏季,春季56%的点位生态系统处于"健康"以上水平,夏季各点位生态系统健康普遍恶化,仅28%点位处于"健康"以上水平,秋季"健康"点位比例略有上升,达到45%。各区域生态系统健康平均指数(EHCI)排序为:贡湖(69.51)东太湖(65.55)竺山湾(59.42)南部沿岸(48.06)五里湖(47.63)西部沿岸(37.04)梅梁湾(32.53)。梅梁湾、西部沿岸均属于"疾病"状态,主要不利影响因素是叶绿素含量高、植物覆盖率低及岸内滩地面积小。太湖各类型湖滨带生态系统健康指数排序为:间歇露滩-大堤型(65.39)长期露滩-大堤型(64.80)无滩地-大堤型(48.66)河口型(47.66)有滩地-山坡型(33.40)无滩地-山坡型(19.86)。根据生态系统健康评价结果及实地探勘工程经验,对不同类型的湖滨带生态修复模式提出了建议。     

太湖不同区域浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系

为研究太湖不同区域浮游植物群落结构特征及其与环境因子之间的关系,对水质状况进行调查,于2013年10月至2015年7月对太湖9个湖区的33个采样点进行了季节性浮游植物群落调查和水质监测,共鉴定出浮游植物121种,分别属于7门、74属,其中绿藻门(Chlorophyta)的种类最多,共28属、59种。春季和夏季浮游植物总密度最高值分别出现在2014年竺山湖0.59×10~8个/L和西部沿岸区5.90×10~8个/L,秋季和冬季浮游植物总密度最高值分别出现在2015年的西部沿岸区1.09×10~8个/L和湖心区3.28×10~8个/L。综合分析2年的浮游植物总密度监测数据,西部沿岸区梅梁湖竺山湖五里湖湖心区贡湖南部沿岸区东太湖东部沿岸区。研究表明,太湖9个区域污染情况不尽相同,主要超标指标为总氮。SPSS 22.0相关性分析表明,水温、DO、硝态氮、BOD5是影响太湖浮游植物群落结构的主要环境因子。2015年秋冬季浮游植物总密度较2014年有所增长,春季各湖区之间浮游植物密度的年际差异与其余季节不同,可能是由于水温变化所致。     

太湖秀丽白虾生长研究

为研究太湖秀丽白虾群体的生长情况,2004年11月至2005年11月,每月定期用虾拖网分别在梅梁湾和贡湖采样一次进行测定分析。研究结果表明,自11月至翌年3月,秀丽白虾的生长基本处于停滞状态,3月份开始生长。因世代交替的原因,7月份虾体规格变小,8月份虾体规格增大,9月份因开始大规模捕捞,虾体规格迅速减小。梅梁湾秀丽白虾的平均规格大于贡湖秀丽白虾,两个湖区每月雌虾的个体大于雄虾。     

淀山湖大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系

为了解淀山湖大型底栖动物群落结构特征及其与环境因子的关系,于2014-2015年对淀山湖11个采样点的大型底栖动物按季度进行8次调查,同时对12项水环境指标进行监测。结果表明,大型底栖动物共计47种,其中寡毛类4种(9%),多毛类4种(9%),甲壳类6种(13%),摇蚊幼虫18种(38%),软体动物12种(26%),其他3种。河蚬Corbicula fluminea为第一优势种(IRI=41.26),其次为疣吻沙蚕Tylorrhynchus heterochaetus(5.23)、红裸须摇蚊Propsilocerus akamusi(3.17)、霍甫水丝蚓Limnodrilus hoffmeisteri(2.37)、日本旋卷蜾蠃蜚Corophium volutator(2.1)、寡鳃齿吻沙蚕Nephtys oligobranchia(1.92)、三角石缨虫Laonome triangularis(1.92)、太湖裸须摇蚊Propsilocerus taihuensis(1.43)。底栖动物密度存在显著的空间差异和季节变化,空间上,其最高值主要集中在湖心区,平均密度为385个/m~2,湖口区次之,为343.2个/m~2,湖湾区平均密度最小,为252.3个/m~2;大型底栖动物的密度在冬季最大,秋季最小,冬季出现大量的红裸须摇蚊。全年与四季的底栖动物密度和水质数据冗余分析(RDA)以及经蒙特卡罗置换检验(Monte Carlo)表明,淀山湖水体的电导率(SPC)、水温(WT)、总氮(TN)、高锰酸钾指数(COD_(Mn))和溶解氧(DO)是影响底栖动物群落分布关键的环境因子。     

太湖梅梁湾大型生态控藻围栏内鲢鳙的生长特征

富营养化湖泊围栏养殖鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)控制蓝藻水华在生物操纵示范中得到了广泛应用。在2004和2005年,研究了太湖梅梁湾生态修复区内大型生物控藻围栏中鲢鳙的季节生长特征,分析了影响其生长的因素。结果表明,鲢鳙生长受养殖密度的影响很大,鲢在养殖密度低的2004年和养殖密度高的2005年的日均增重分别为6.07 g和4.30 g,鳙则分别为11.29 g和5.09 g。鳙的生长速度比鲢快,但受密度影响的程度比鲢大。从季节变化来看,鲢属于单峰型生长,生长速度和水温显著正相关;而鳙一年中呈现出2个生长高峰期,分别在5～6月和9～10月,夏季爆发的蓝藻水华对鳙的生长速度有所抑制。为使当年投放的鱼苗在年底能达到出售的商品规格,太湖梅梁湾水域围栏养殖鲢鳙的初始鱼苗投放密度应低于12 g/m3。     

东张水库蓝藻水华BP人工神经网络模型演算研究

本文以福建省福清市东张水库为例,采集2016—2017年间包含水华期间在内的共295组的水质(水温、pH、电导率、浊度、溶解氧)和气象(气温、风速)数据,以80%的数据进行模型演算,20%的数据进行模型验证,以叶绿素a浓度作为输出参数,应用BP人工神经网络模型进行演算。通过输入不同的参数组合,将结果与实际测定的叶绿素a值比较,挑选出最优的参数组合。结果表明,当以水温、溶解氧、电导率和气温作为组合变量输入时,输出的结果最优,输出数据的预测值与实测值拟合度R2为0. 83,均方根误差(RMSE)为0. 08μg/L,均方根-实测值标准偏差比(RSR)为0. 43,且模型稳定性较好。表明该参数组合作为输入参数建立的BP人工神经网络预警模型,有望未来用于预测东张水库富营养化的发生。     

桑沟湾养殖海带生长的模型预测

海带(Saccharinajaponica)是一种常见的大型经济褐藻,是海洋生态系统重要的初级生产者,也是我国北方沿海主要的养殖藻类。本研究旨在建立海带个体生长数值模型,并以此预测中国北方近海大规模筏式养殖条件下海带的生长情况。本研究以桑沟湾养殖海带为例,利用可视化模型软件STELLA描述海带生长的关键过程及其与环境参数的关系,以净生长量(N_(growth))=总生长量(G_(growth))–呼吸作用(resp)–枯烂(E_(kelp))为基本框架,模拟和预测海带的生物量和叶片长度变化。海带的总生长用光照、温度、盐度、海带体内营养盐(包括N和P)等强制函数定义,其中,光照参数来自桑沟湾气象记录,盐度、温度和营养盐为现场调查实测值。模型模拟桑沟湾养殖海带的长度与干重结果与实测值的拟合度R~2值分别为0.936、0.963,说明该模型能够很好反映海带的真实生长情况。可靠的个体生长模型是评估海带养殖容量的基础,并可为水产养殖区的空间规划提供决策依据。     

斑节对虾虾苗活力检测方法

该研究通过肉眼观察、镜检，进行干露、饥饿、盐度突降、福尔马林等抗性试验，并采用病毒检测等方法，以期建立评估斑节对虾（Penaeus monodon）虾苗活力和质量标准。结果表明，斑节对虾健康虾苗具有趋光性、集群性，体表光洁，肌肉透亮，肠胃食物充盈等特性。测试虾苗干露时间以15min为宜，健康虾苗干露后能立即恢复活力，而病弱虾苗多出现死亡、昏迷现象；虾苗的成活率随饥饿时间的延长而降低，随福尔马林浓度升高和时间延长而降低，随盐度突降幅度增加而降低。健康虾苗能忍受100～200μL·L^-1福尔马林溶液30min，成活率近100％；在盐度20～30下虾苗的成活情况较好，而其在淡水中仅能存活1h。对虾苗进行病毒检测，可以避免养殖中因虾苗携带病毒而可能导致的病毒性疾病的暴发。     

金鳟、虹鳟苗种长途运输实例

鳟鱼发眼卵和旨种运输是养鳟生产的重要环节。发眼卵多在冬季和早春运输，苗种多在晚春和夏季运输。苗种运输大多以鱼篓充氧进行短距离汽车运输，长途运输冷水性鱼苗种的实例很少。本文总结了金鳟和虹鳟苗种长途运输方法，以期与养鳟业界共同交流提高。一、包装材料和方法内包装材料是苗种运输专用塑料袋，规格54×104cm，外包装是泡沫塑料箱，规格63.5×45.5×30．5cm，纸箱规格64×46×32．5cm。塑料袋采取双层式，内装苗种和水共12.5kg，其中苗种0.5-1．3kg，100－2000尾。起运前苗种停食1－2天。运鱼用水水温调至6℃，鱼、水入袋后袋内…     

母猪胎衣不下的病因与防治要点

猪的胎盘属于弥散型胎盘,这种胎盘的结构特点和饲养管理的不当,常常导致母猪胎衣不下发生,给生猪的生产繁殖带来极大损失。本文针对母猪胎衣不下发生病因、综合防治进行详细阐述,旨在对预防和治疗胎衣不下能有所帮助。     

Estimation of variation of virulence of Renibacterium salmoninarum by survival analysis of experimental infection of salmonid fish

The variation of virulence of Renibacterium salmoninarum , the causative agent of bacterial kidney disease (BKD) in salmonid fish, was studied by infecting rainbow trout, Oncorhynchus mykiss (Walbaum), with two isolates (strains 325 and 932) from diseased Atlantic salmon, Salmo salar L., and one isolate (strain 4366) from an apparently healthy Atlantic salmon. Coho salmon, Oncorhynchus kisutch (Walbaum), were injected with the strain 932 to estimate difference in fish species resistance. Fish were removed by random sampling for other study purposes, a study design possible with analysis of lifetime distributions incorporating both sampling-, death- and survival-times. At the end of the experiment, the rainbow trout infected with strains 325, 932 and 4366 had a survival probability of 33%, 51% and 72%, respectively. The coho salmon infected with strain 932 had a 26% survival probability. The strain differences were significant according to the log-rank test, and the risk ratio between the strains ranged from 1·8 to 5·4. The strain from the apparently healthy fish was least virulent. The survival of the fish species was different over time. Rainbow trout were more likely to die early in the time course, but high numbers of coho died later, resulting in an overall risk of mortality of 1·4 in favour of rainbow trout. Differences in virulence may reflect changed selective pressure on R. salmoninarum when introduced from feral stocks into the environment of fish farms.     

Characterization of protease inhibitors of seminal plasma of cyprinids

Anti-proteinase activity was demonstrated in the seminal plasma of cyprinid fish species (bream, chub, ide, dace, asp, goldfish, roach, common carp) using electrophoretic techniques combined with a detection method based on inhibition of bovine trypsin. We found species-specific protease inhibitors in the seminal plasma of cyprinids. At least three bands of protease inhibitors with different migration rates could be identified by native PAGE. Higher variability was characterized for bands with slower migration rates. Visualization of inhibitors after SDS-PAGE under non-reducing conditions allowed estimation of their molecular weights. Apparent molecular weights were within the range of 51–59 and 47–54 kDa for the bands with slower and moderate migration rates, respectively. The molecular weight of fast migration bands for roach and common carp were estimated to 23 and 30 kDa, respectively. Inhibitors of common carp seminal plasma differed in their affinity toward serine proteases. Three inhibitors in common carp seminal plasma could be visualized using cod and bovine trypsin, but only two inhibitors (of high molecular weight) were recognized with chymotrypsin. There were differences in anti-proteinase activity and seminal plasma protein concentration in relation to the origin of common carp seminal plasma (breeding lines) and time of milt collection (spawning vs. post-spawning season).     

水硬度对七彩神仙鱼幼鱼发育的影响

采用不同硬度的水对七彩神仙鱼幼鱼进行饲养。6周龄幼鱼在硬度为7.94°dH±0.30°dH时饲养84d后,比在硬度为14.71°dH±0.23°dH水中的幼鱼个体大,生长速度快。表明较高硬度的水有利于七彩神仙鱼幼鱼的生长发育。     

不同年龄细鳞鱼的繁育效果

研究了不同年龄组(3～8龄)细鳞鱼(Bachymystax lenok Pallas)亲鱼的繁育效果,分析其繁育主要技术,包括亲鱼培育、繁育技术、受精卵孵化、鱼苗培育等,结果发现,5～6龄和7～8龄细鳞鱼产卵量没有明显差异,产卵量、孵化率、出苗率均较高,繁殖效果明显好于3～4龄亲鱼。     

海口市近海渔业资源衰退的原因分析与对策建议

在分析海口市海洋渔业资源和海洋捕捞现状的基础上，提出了近海渔业资源衰退的6项原因和加快保护和修复资源的10项措施和建议。     

虎斑乌贼受精卵卵黄营养成分分析

本实验对虎斑乌贼受精卵卵黄的营养成分进行分析,旨在探讨其幼体的营养需求量,为其幼体配合饲料研制提供参考数据。随机选取大约800个虎斑乌贼受精卵的卵黄,采用国家标准方法测定其水分、灰分、粗蛋白质、粗脂肪、氨基酸、脂肪酸和矿物元素含量。结果表明:1)虎斑乌贼受精卵卵黄中粗蛋白质含量为76.33%(干重基础);总氨基酸(TAA)和必需氨基酸(EAA)含量分别为71.22%和32.38%(干重基础),EAA/TAA为45.46%,氨基酸中以谷氨酸(Glu)含量最高(9.97%),必需氨基酸中亮氨酸(Leu)含量最高(7.58%)。2)其粗脂肪含量12.71%(干重基础);共检出17种脂肪酸,包括8种饱和脂肪酸(SFA)、5种单不饱和脂肪酸(MUFA)和4种多不饱和脂肪酸(PUFA),SFA、MUFA和PUFA分别占脂肪酸总量的43.47%、7.54%和49.25%,其中以DHA含量最高,达32.80%,EPA含量为7.70%,DHA/EPA为4.26。3)检测出Na、K、Ca、Mg、Sr、Mn、Fe、Cu、Zn、Al和As 矿物元素,微量元素中富含Zn、Al和Fe,含量分别为 0.77、0.71和0.43 mg/kg(鲜重基础)。由此可见,卵黄具有高蛋白、低脂肪,富含n-3PUFA的特点;虎斑乌贼幼体饲料中蛋白质需求量参考值为76.33%;氨基酸需求量参考值,如赖氨酸(Lys)为5.49%,蛋氨酸(Met)为2.63%;脂肪的需求量参考值为12.71%,DHA为4.17%,EPA为0.98%;微量元素需求量参考值,如Zn为2.77 mg/kg,Cu为0.19 mg/kg(干重基础)。     

鱼类热忍耐温度研究进展

The paper is a review of the studies on the temperature of the thermal tolerance in fishes. It was described from four aspect: (1) The key parameters of temperature of thermal tolerance in fishes; (2) The influence factors of temperature of thermal tolerance in fishes; (3) The research methods of thermal effect of fishes; (4) The evaluation of effects of thermal pollution on fishes, especially, with the coastal power station will be‘built in China recent years, the effects of thermal discharge water on the marine fisheries resource wered iscussed.