虾夷扇贝动态能量收支模型及生长预测

为保证我国海水养殖产业的可持续发展，迫切需要养殖容量等科学理论的指导。数值模型是是容量评估的有效工具和手段，模型预测已成为养殖生态学的研究焦点。个体动态能量收支模型是养殖容量评估模型的基础，是关键的子模型之一。本研究以我国北方海水养殖的主导品种虾夷扇贝为模式生物，建立虾夷扇贝个体动态能量收支模型（Dynamic Energy Budget Model, DEB model），进行相关的数值模拟和能量分配机制研究，分析水温、饵料可获得性对其生长、繁殖等能量分配的影响，了解其在不同养殖海域生长差异的原因。该模型聚集生物能量代谢的共性和规律性，可以作为有效的平台工具，比较不同种类之间的生长差异及生活史过程的能量分配策略。通过与其它贝类的对比分析，弄清冷水性种的能量分配策略，探索全球气候变化对虾夷扇贝养殖产业的可能影响，为容量评估数值模型的建立提供更为准确、方便的关键子模型。

我国的海水养殖产量位于世界首位，其中，贝类占我国海水养殖产量的80%左右，贝类养殖产业的可持续发展，迫切需要养殖容量等科学理论的指导。数值模型是是容量评估的有效工具和手段，模型预测已成为养殖生态学的研究焦点。个体动态能量收支模型是养殖容量评估模型的基础，是关键的子模型之一。本项目以我国北方海水养殖的主导品种虾夷扇贝为模式生物，建立虾夷扇贝个体动态能量收支模型（Dynamic Energy Budget Model, DEB model）。该模型的驱动因子包括水温和饵料可获得性—叶绿素浓度。通过现场调查和连续监测平台，获得了山东桑沟湾虾夷扇贝筏式养殖区、辽宁獐子岛虾夷扇贝底播区的有关环境参数。结果显示，由于桑沟湾的水深较浅，水温四季的变化较大，冬季/夏季的最低/高温超出虾夷扇贝生长的最适合温度范围，而较高的叶绿素浓度有利于虾夷扇贝的生长；獐子岛海域水温的季节变化在虾夷扇贝生长的适温范围内，但是，饵料的浓度相对较低。通过模拟实验，研究了虾夷扇贝的摄食、代谢等生理生态学特性，获得了模型所需的贝类生理参数。主要包括，饥饿实验发现，虾夷扇贝软体部干重、耗氧率分别降低了56%和81%。实验开始和结束时，虾夷扇贝软体部有机物含量分别为81.4%和53%，经计算，虾夷扇贝的维持生命活动的能量为25.9 J cm-3.d-1，单位体积生长能为3160 Jcm-3,单位体积最大储存能量为2030 Jcm-3；通过测定分析不同温度条件下不同规格虾夷扇贝耗氧率，计算TA（Arrhenius温度）。利用STELLA软件，运行、调试虾夷扇贝DEB模型，模型的模拟结果显示，该模型能够很好的反应虾夷扇贝的生长情况，分析了水温、饵料可获得性对其生长能量分配的影响及在不同养殖海域生长差异的原因。该模型聚集生物能量代谢的共性和规律性，可以作为有效的平台工具，比较不同种类之间的生长差异及生活史过程的能量分配策略。通过与其它贝类的对比分析，弄清冷水性种的能量分配策略，探索全球气候变化对虾夷扇贝养殖产业的可能影响，为容量评估数值模型的建立提供更为准确、方便的关键子模型。