水生生物資源與保護課件

水生生物資源與保護水生生物資源與保護1資源的定義一般情況下資源指的是自然資源。Owen(1984)認為：自然環(huán)境中的任何部分，土壤、水、陸地、森林、野生生物、礦物或者人口等，所有人類可以利用來改善其生活的東西都可以稱作自然資源。資源的定義2資源的分類不會用盡的資源，如原子能、風(fēng)力、太陽能等。2.會用盡的資源(1)可更新的資源a.農(nóng)業(yè)土壤b.土地上的產(chǎn)品，包括農(nóng)產(chǎn)品、森林、動物等c.水體的產(chǎn)品d.人類活動的產(chǎn)物，包括物質(zhì)和精神產(chǎn)品(2)不可更新的資源a.化石燃料b.生物物種（生物多樣性）資源的分類3水生生物資源的含義：1、漁業(yè)資源，水產(chǎn)品或者說是漁業(yè)產(chǎn)品，某種程度上它屬于一種生物量的資源，與水體的生產(chǎn)力相關(guān)。2、水體的生物物種資源，即生物多樣性資源，包括水體中的魚、蝦、藻、貝等。水生生物資源的含義：4漁業(yè)資源費鴻年等(1990)認為：漁業(yè)資源指水域中蘊藏的具有經(jīng)濟、社會、美學(xué)價值，在現(xiàn)在或?qū)砜梢酝ㄟ^漁業(yè)得以利用的生物資源。江、河、湖、海的資源。魚類、甲殼類、軟體動物、藻類、哺乳動物等。上層、中下層、巖礁等。漁業(yè)資源5漁業(yè)資源的特點新舊更替和自身調(diào)節(jié)能力。(2)游動性。(3)波動性。

(4)生產(chǎn)潛力較低。(5)產(chǎn)量的有限性。漁業(yè)資源的特點6漁業(yè)資源的基本單位

群體(Stock)：可以充分隨機分配的個體群所組成的，具有時間或空間的生殖隔離以及獨立的洄游系統(tǒng)，在遺傳離散性上保持著個體群的生態(tài)、形態(tài)、生理性狀的相對穩(wěn)定，是水產(chǎn)資源研究和管理的基本單元。漁業(yè)資源的基本單位7一般產(chǎn)量模型ΔB=dB/dt=rB(B∞－B)/B∞產(chǎn)量Y有最大值YMSY=ΔB＝rB∞/4Bopt=B∞／2Y＝F·BF為漁撈死亡率則F=r/2漁業(yè)資源的管理TBBdB/dt一般產(chǎn)量模型漁業(yè)資源的管理TBBdB/dt8一般產(chǎn)量模型結(jié)果的生物學(xué)解釋：a.接近種群最大密度時，繁殖效率減小，實際補充個體數(shù)小于小密度群體的補充個體量，在這種情況下減少了的群體將增大補充量。b.食物補充受限制時，大群體比小群體食物轉(zhuǎn)變?yōu)轸~肉的效率小，大群體的每一個體獲得食物少，大部分用來維持生命，小部分用來生長。TBBdB/dt一般產(chǎn)量模型結(jié)果的生物學(xué)解釋：TBBdB/dt9動態(tài)庫模型Nt=Re－(F+M)tNt存活到t時間的補充量t補充量進入漁撈范疇后的時間R進入補撈范疇時間的補充量F瞬時漁撈死亡率M瞬時自然死亡率假設(shè)補充量，自然死亡率和外界條件恒定，則產(chǎn)量可以表示為各齡組的總和

ΣNt動態(tài)庫模型Nt=Re－(F+M)t10Nt=Re－(F+M)t如果假設(shè)R=1，則Nt為存活到t時間的補充量R的分數(shù)，對于某一特定年齡組Yt=Nt

Wt

F其中Yt為t時間的產(chǎn)量Nt為活到t時間的補充量Wt

存活到t時間補充量的平均體重F漁撈死亡率總產(chǎn)量Y＝ΣNt

Wt

F

Nt=Re－(F+M)t11北海歐鰈的生物學(xué)特征北海歐鰈的生物學(xué)特征12當(dāng)漁撈死亡率為0.5時，北海歐鰈平均產(chǎn)量/補充量的計算捕撈年

中點的年齡(1)＝Wt平均重量(2)＝Nt存活到該齡的補充量的分數(shù)e-(F+M)t(3)＝F漁撈死亡率

(1)ⅹ(2)ⅹ(3)的乘積0-1

4.2

158

0.741

0.50

58.54

1-2

5.2

237

0.407

0.50

48.23

2-3

6.2

331

0.223

050

36.91

3-4

7.2

435

0.122

0.50

26.54

4-5

8.25460.0670.5018.295-69.26640.0370.5012.286-710.27820.0200.507.847-811.29040.0110.504.978-912.210240.0060.503.079-10

13.211430.0030.501.71總產(chǎn)量/補充量＝218.38g當(dāng)漁撈死亡率為0.5時，北海歐鰈平均產(chǎn)量/補充量的計算(1)13親體量—補充量模型Ricker模型R＝αPe－βpR補充量P親體量α、β參數(shù)lnR=lnP+lnα-βP產(chǎn)量為lnR-lnP=lnα-βP親體量—補充量模型Ricker模型14BevertonHolt模型R＝1/(2+β/P)R補充量P親受量α、β

是新的參數(shù)如果有極值可選擇Ricker曲線，如果沒有則選擇Beverton曲線。BevertonHolt模型15漁業(yè)資源管理的目標（可持續(xù)發(fā)展）1.MSY理論(maximumsustainableyield)如果為了種群的穩(wěn)定和延續(xù)，在捕撈時只捕撈增長的部分，則種群仍可維持在原來的水平，當(dāng)Y=rB∞/4時，產(chǎn)量為最大值，稱最大持續(xù)漁產(chǎn)量。BdB/dt漁業(yè)資源管理的目標（可持續(xù)發(fā)展）BdB/dt16MEY理論(maximumeconomicalrent)漁獲物的價值與捕撈成本之間的差值才是漁業(yè)上的最好標準.Y=dB/dt=rB(1－B/B)=rB－rB/B2設(shè)a=r，b=r/B，f=B則：Y=af－bf2設(shè)魚價為P，成本為C，收益和成本之間的關(guān)系為：收益：TR＝PY＝P(af－bf2）成本：TC＝cf漁業(yè)利潤為：π＝PY－cf＝p(af－bf2)－cfMEY理論(maximumeconomicalren17經(jīng)過求導(dǎo)后可以得到最適經(jīng)濟捕撈力量為feco=a/(2b)–c/(2bP)最大經(jīng)濟產(chǎn)量MEY＝a2/(4b)-c2/(4bP2)最大經(jīng)濟利潤MER＝(Pa-c2)／4bP水生生物資源與保護課件18捕撈死亡F0.1原理對于普通的漁業(yè)方程Y＝af－bf2，MSY＝a2/4bfmsy＝a/2bF＝a/2＝0.5a①在原點處作切線OAdY/df＝a－2bf原點處f＝0，切線斜率為a②在原點處作斜率為0.1a的直線OB捕撈死亡F0.1原理19③對曲線作平行于直線OB的切線B’Y＝af－bf2，MSY＝a2/4bfmsy＝a/2b,F＝0.5adY/df＝a－2bf＝0.1a此時：f0.1a＝0.9a/2b＝0.9fmsyY0.1a＝a·0.9a/2b－b·(0.9a/2b)2＝0.99(a2／4b)＝0.99MSY對于漁撈死亡率來說降低了很多，但是產(chǎn)量只下降1%，因此是很經(jīng)濟的做法。③對曲線作平行于直線OB的切線B’Y＝af－bf2，MS20漁業(yè)發(fā)展的各階段a.發(fā)展不足b.增長階段c.過度開發(fā)d.管理階段漁業(yè)發(fā)展的各階段21漁業(yè)資源利用現(xiàn)狀的評估漁業(yè)資源利用現(xiàn)狀的評估22淡水生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問題全球變化生物多樣性生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展淡水生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問題全球變化23生物多樣性的定義生物多樣性是指各種生命形式的資源，是生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和。它包括數(shù)以百萬計的動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們生存環(huán)境形成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，以及它們的生態(tài)過程。包括遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性3個層次。生物多樣性的定義24遺傳多樣性廣義的遺傳多樣性指地球上所有生物攜帶的遺傳信息的總和，也就是各種生物所擁有的多種多樣的遺傳信息。狹義的遺傳多樣性指種內(nèi)個體之間或同一群體內(nèi)不同個體的遺傳變異的總和。遺傳多樣性25物種多樣性某一地區(qū)分化的物種的總和。據(jù)估計，地球上的物種有200萬至1億，比較可能的估計是1000萬，其中140萬已被定名。物種多樣性26類群物種數(shù)類群物種數(shù)類群物種數(shù)原核生物4760扁形動物12200昆蟲以外節(jié)肢動物123161真菌46983線蟲12000藻類26900環(huán)節(jié)動物12000魚類19056植物248428軟體動物50000兩棲類4184原生動物30800棘皮動物6100爬行類6300多孔動物5000昆蟲751000鳥類9040腔腸動物9000哺乳類4000類群物種數(shù)類群物種數(shù)類群物種數(shù)原核生27生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性指的是生物圈內(nèi)生境，生物群落和生態(tài)過程的多樣化，以及生態(tài)系統(tǒng)的生境變異，生態(tài)過程變化的驚人的多樣性。生態(tài)系統(tǒng)多樣性28我國淡水生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性問題1.我國淡水生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性的現(xiàn)狀遺傳多樣性215種淡水魚類中，染色體數(shù)目從24到264變化，有27種不同的染色體數(shù)目。許多種類還表現(xiàn)有染色體的多態(tài)現(xiàn)象。對長江、珠江、黑龍江鰱、鳙、草魚8個種群16個酶位點的遺傳變異研究發(fā)現(xiàn)同種魚的不同水系種群之間存在明顯的生化遺傳差異。我國淡水生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性問題29物種多樣性類群物種數(shù)魚類1000輪蟲348撓足類206枝角類162水生維管束植物和大型藻類437小型藻類？中國內(nèi)陸水域物種多樣性物種多樣性類群物種數(shù)魚類1000輪蟲348撓足類206枝角類30物種多樣性的價值經(jīng)濟藥用文化科研物種多樣性的價值31生態(tài)系統(tǒng)多樣性東北、新疆的冷水湖泊生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)蒙、甘肅的鹽堿泡子青藏高原湖泊云貴高原湖泊長江中下游湖泊生態(tài)系統(tǒng)多樣性是物種多樣性維持的舞臺。生態(tài)系統(tǒng)多樣性32我國淡水生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性遭到破壞的情況遺傳多樣性品系的雜交鯉魚的野生種群已經(jīng)難以找到，許多地方品種也已不純。多代的近親繁殖四大家魚種質(zhì)資源嚴重衰退，自然種群的鰱魚雌魚性成熟年齡3-4齡，平均體重4.85kg。雄魚3齡，體重3.18kg。經(jīng)過4代近交后，第5代的雌魚2齡即普遍性成熟，平均體重僅1.25kg，平均體重0.69kg的1齡雄魚幾乎普遍成熟，同時，魚苗的畸形率上升12.1倍，魚病發(fā)病率增加15%，成活率下降55.1%我國淡水生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性遭到破壞的情況33物種多樣性由于棲息環(huán)境的變化，許多種類瀕于滅絕。異龍中鯉唐魚物種多樣性異龍中鯉唐魚34生態(tài)系統(tǒng)多樣性攔河筑壩江湖阻隔圍湖造田生態(tài)系統(tǒng)多樣性35水生生物資源與保護保護生物學(xué)是一門綜合性的交叉學(xué)科，是是針對目前生物多樣性危機而產(chǎn)生的。主要的目標有兩個：了解人類活動對物種、群落河生態(tài)系統(tǒng)的影響；發(fā)展實用的方法來阻止物種絕滅，并力圖恢復(fù)瀕危物種在生態(tài)系統(tǒng)中的正常功能。主要內(nèi)容：物種的滅絕規(guī)律，物種的進化潛能，物種多樣性與群落和生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系，保護區(qū)的設(shè)計，生境的恢復(fù)，物種的再引入和遷地保護，生物技術(shù)在保護生物學(xué)中的應(yīng)用等等。水生生物資源與保護36IUCN劃分的瀕危類型

滅絕種(EX)一個物種在野外50年沒有被肯定地發(fā)現(xiàn)。

瀕危種(E)

易危種(V)

稀有種(R)

未定種(I)IUCN劃分的瀕危類型37物種的遷地保護保護區(qū)的建設(shè)物種的遷地保護保護區(qū)的建設(shè)38島嶼生物地理學(xué)的基本原理S＝CAZS為物種數(shù)，A為島嶼面積，C、Z為常數(shù)lnS=lnC+zlnAa.棲息地異質(zhì)性假說。這一假說認為，面積增大就增加了更多類型的棲息地，因而可以容納更多的物種；b.隨機樣本假說。這一假說認為物種在不同大小的島嶼上的分布是隨機的，大的島嶼為大的樣本，因而包含較多的物種。島嶼生物地理學(xué)的基本原理S＝CAZ39島嶼平衡理論島嶼平衡理論40保護區(qū)設(shè)計的原則保護區(qū)設(shè)計的原則41保護水生生物資源的策略1.天然漁業(yè)對象的數(shù)量保護2.養(yǎng)殖種類種質(zhì)資源保護3.慎重引種馴化4、保護棲息地，建立保護區(qū)。保護水生生物資源的策略42水生生物資源與保護水生生物資源與保護43資源的定義一般情況下資源指的是自然資源。Owen(1984)認為：自然環(huán)境中的任何部分，土壤、水、陸地、森林、野生生物、礦物或者人口等，所有人類可以利用來改善其生活的東西都可以稱作自然資源。資源的定義44資源的分類不會用盡的資源，如原子能、風(fēng)力、太陽能等。2.會用盡的資源(1)可更新的資源a.農(nóng)業(yè)土壤b.土地上的產(chǎn)品，包括農(nóng)產(chǎn)品、森林、動物等c.水體的產(chǎn)品d.人類活動的產(chǎn)物，包括物質(zhì)和精神產(chǎn)品(2)不可更新的資源a.化石燃料b.生物物種（生物多樣性）資源的分類45水生生物資源的含義：1、漁業(yè)資源，水產(chǎn)品或者說是漁業(yè)產(chǎn)品，某種程度上它屬于一種生物量的資源，與水體的生產(chǎn)力相關(guān)。2、水體的生物物種資源，即生物多樣性資源，包括水體中的魚、蝦、藻、貝等。水生生物資源的含義：46漁業(yè)資源費鴻年等(1990)認為：漁業(yè)資源指水域中蘊藏的具有經(jīng)濟、社會、美學(xué)價值，在現(xiàn)在或?qū)砜梢酝ㄟ^漁業(yè)得以利用的生物資源。江、河、湖、海的資源。魚類、甲殼類、軟體動物、藻類、哺乳動物等。上層、中下層、巖礁等。漁業(yè)資源47漁業(yè)資源的特點新舊更替和自身調(diào)節(jié)能力。(2)游動性。(3)波動性。

(4)生產(chǎn)潛力較低。(5)產(chǎn)量的有限性。漁業(yè)資源的特點48漁業(yè)資源的基本單位

群體(Stock)：可以充分隨機分配的個體群所組成的，具有時間或空間的生殖隔離以及獨立的洄游系統(tǒng)，在遺傳離散性上保持著個體群的生態(tài)、形態(tài)、生理性狀的相對穩(wěn)定，是水產(chǎn)資源研究和管理的基本單元。漁業(yè)資源的基本單位49一般產(chǎn)量模型ΔB=dB/dt=rB(B∞－B)/B∞產(chǎn)量Y有最大值YMSY=ΔB＝rB∞/4Bopt=B∞／2Y＝F·BF為漁撈死亡率則F=r/2漁業(yè)資源的管理TBBdB/dt一般產(chǎn)量模型漁業(yè)資源的管理TBBdB/dt50一般產(chǎn)量模型結(jié)果的生物學(xué)解釋：a.接近種群最大密度時，繁殖效率減小，實際補充個體數(shù)小于小密度群體的補充個體量，在這種情況下減少了的群體將增大補充量。b.食物補充受限制時，大群體比小群體食物轉(zhuǎn)變?yōu)轸~肉的效率小，大群體的每一個體獲得食物少，大部分用來維持生命，小部分用來生長。TBBdB/dt一般產(chǎn)量模型結(jié)果的生物學(xué)解釋：TBBdB/dt51動態(tài)庫模型Nt=Re－(F+M)tNt存活到t時間的補充量t補充量進入漁撈范疇后的時間R進入補撈范疇時間的補充量F瞬時漁撈死亡率M瞬時自然死亡率假設(shè)補充量，自然死亡率和外界條件恒定，則產(chǎn)量可以表示為各齡組的總和

ΣNt動態(tài)庫模型Nt=Re－(F+M)t52Nt=Re－(F+M)t如果假設(shè)R=1，則Nt為存活到t時間的補充量R的分數(shù)，對于某一特定年齡組Yt=Nt

Wt

F其中Yt為t時間的產(chǎn)量Nt為活到t時間的補充量Wt

存活到t時間補充量的平均體重F漁撈死亡率總產(chǎn)量Y＝ΣNt

Wt

F

Nt=Re－(F+M)t53北海歐鰈的生物學(xué)特征北海歐鰈的生物學(xué)特征54當(dāng)漁撈死亡率為0.5時，北海歐鰈平均產(chǎn)量/補充量的計算捕撈年

中點的年齡(1)＝Wt平均重量(2)＝Nt存活到該齡的補充量的分數(shù)e-(F+M)t(3)＝F漁撈死亡率

(1)ⅹ(2)ⅹ(3)的乘積0-1

4.2

158

0.741

0.50

58.54

1-2

5.2

237

0.407

0.50

48.23

2-3

6.2

331

0.223

050

36.91

3-4

7.2

435

0.122

0.50

26.54

4-5

8.25460.0670.5018.295-69.26640.0370.5012.286-710.27820.0200.507.847-811.29040.0110.504.978-912.210240.0060.503.079-10

13.211430.0030.501.71總產(chǎn)量/補充量＝218.38g當(dāng)漁撈死亡率為0.5時，北海歐鰈平均產(chǎn)量/補充量的計算(1)55親體量—補充量模型Ricker模型R＝αPe－βpR補充量P親體量α、β參數(shù)lnR=lnP+lnα-βP產(chǎn)量為lnR-lnP=lnα-βP親體量—補充量模型Ricker模型56BevertonHolt模型R＝1/(2+β/P)R補充量P親受量α、β

是新的參數(shù)如果有極值可選擇Ricker曲線，如果沒有則選擇Beverton曲線。BevertonHolt模型57漁業(yè)資源管理的目標（可持續(xù)發(fā)展）1.MSY理論(maximumsustainableyield)如果為了種群的穩(wěn)定和延續(xù)，在捕撈時只捕撈增長的部分，則種群仍可維持在原來的水平，當(dāng)Y=rB∞/4時，產(chǎn)量為最大值，稱最大持續(xù)漁產(chǎn)量。BdB/dt漁業(yè)資源管理的目標（可持續(xù)發(fā)展）BdB/dt58MEY理論(maximumeconomicalrent)漁獲物的價值與捕撈成本之間的差值才是漁業(yè)上的最好標準.Y=dB/dt=rB(1－B/B)=rB－rB/B2設(shè)a=r，b=r/B，f=B則：Y=af－bf2設(shè)魚價為P，成本為C，收益和成本之間的關(guān)系為：收益：TR＝PY＝P(af－bf2）成本：TC＝cf漁業(yè)利潤為：π＝PY－cf＝p(af－bf2)－cfMEY理論(maximumeconomicalren59經(jīng)過求導(dǎo)后可以得到最適經(jīng)濟捕撈力量為feco=a/(2b)–c/(2bP)最大經(jīng)濟產(chǎn)量MEY＝a2/(4b)-c2/(4bP2)最大經(jīng)濟利潤MER＝(Pa-c2)／4bP水生生物資源與保護課件60捕撈死亡F0.1原理對于普通的漁業(yè)方程Y＝af－bf2，MSY＝a2/4bfmsy＝a/2bF＝a/2＝0.5a①在原點處作切線OAdY/df＝a－2bf原點處f＝0，切線斜率為a②在原點處作斜率為0.1a的直線OB捕撈死亡F0.1原理61③對曲線作平行于直線OB的切線B’Y＝af－bf2，MSY＝a2/4bfmsy＝a/2b,F＝0.5adY/df＝a－2bf＝0.1a此時：f0.1a＝0.9a/2b＝0.9fmsyY0.1a＝a·0.9a/2b－b·(0.9a/2b)2＝0.99(a2／4b)＝0.99MSY對于漁撈死亡率來說降低了很多，但是產(chǎn)量只下降1%，因此是很經(jīng)濟的做法。③對曲線作平行于直線OB的切線B’Y＝af－bf2，MS62漁業(yè)發(fā)展的各階段a.發(fā)展不足b.增長階段c.過度開發(fā)d.管理階段漁業(yè)發(fā)展的各階段63漁業(yè)資源利用現(xiàn)狀的評估漁業(yè)資源利用現(xiàn)狀的評估64淡水生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問題全球變化生物多樣性生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展淡水生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問題全球變化65生物多樣性的定義生物多樣性是指各種生命形式的資源，是生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和。它包括數(shù)以百萬計的動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們生存環(huán)境形成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，以及它們的生態(tài)過程。包括遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性3個層次。生物多樣性的定義66遺傳多樣性廣義的遺傳多樣性指地球上所有生物攜帶的遺傳信息的總和，也就是各種生物所擁有的多種多樣的遺傳信息。狹義的遺傳多樣性指種內(nèi)個體之間或同一群體內(nèi)不同個體的遺傳變異的總和。遺傳多樣性67物種多樣性某一地區(qū)分化的物種的總和。據(jù)估計，地球上的物種有200萬至1億，比較可能的估計是1000萬，其中140萬已被定名。物種多樣性68類群物種數(shù)類群物種數(shù)類群物種數(shù)原核生物4760扁形動物12200昆蟲以外節(jié)肢動物123161真菌46983線蟲12000藻類26900環(huán)節(jié)動物12000魚類19056植物248428軟體動物50000兩棲類4184原生動物30800棘皮動物6100爬行類6300多孔動物5000昆蟲751000鳥類9040腔腸動物9000哺乳類4000類群物種數(shù)類群物種數(shù)類群物種數(shù)原核生69生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性指的是生物圈內(nèi)生境，生物群落和生態(tài)過程的多樣化，以及生態(tài)系統(tǒng)的生境變異，生態(tài)過程變化的驚人的多樣性。生態(tài)系統(tǒng)多樣性70我國淡水生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性問題1.我國淡水生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性的現(xiàn)狀遺傳多樣性215種淡水魚類中，染色體數(shù)目從24到264變化，有27種不同的染色體數(shù)目。許多種類還表現(xiàn)有染色體的多態(tài)現(xiàn)象。對長江、珠江、黑龍江鰱、鳙、草魚8個種群16個酶位點的遺傳變異研究發(fā)現(xiàn)同種魚的不同水系種群之間存在明顯的生化遺傳差異。我國淡水生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性問題71物種多樣性類群物種數(shù)魚類1000輪蟲348撓足類206枝角類162水生維管束植物和大型藻類437小型藻類？