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内蒙古西辽河流域渔业评估与可持续发展研究

作　者: 李文阁
导　师: 刘群
学　校: 中国海洋大学
专　业: 渔业资源
关键词: 内蒙古西辽河渔业评估灰色预测模型剩余产量模型
分类号: S932
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

内蒙古西辽河流域所处地理位置主要在内蒙古东部的赤峰市和通辽市,行政区划包括赤峰市12个旗、县、区,通辽市的8个旗、县、区。水系绝大部分位于内蒙古自治区东北部,除河源部分在河北省外,上游在内蒙古自治区的赤峰市境内,下游在内蒙古自治区通辽市境内。上游为山区,下游则是冲积平原。西辽河流域现有大型水库7座,总库容33.52×108m3,兴利库容7.9×108m3。中型水库23座,总库容4.37×108m3,兴利库容2.42×108m3。小型水库84座,总库容1.56×108m3,兴利库容0.94×108m3。对西辽河流域两个地区的淡水渔业进行评估,可以客观反映该流域渔业的发展潜力和可持续利用能力,以为该流域地区的渔业管理、保护和持续利用提供科学的依据,这也是该篇论文选题的意义所在。灰色系统理论是我国学者邓聚龙教授于1982年提出的处理不完全信息的一种理论。其基本理论是把一切随机量看作是在一定范围内变化的灰色量并加以处理,将具有随机性的原始数据列转化为一个具有较强规律性的数据列,从而可以建立连续微分方程模型,弱化不确定性,强化规律性。灰色系统在较少量数据及在灰色信息的情况下较为适用。与传统方法比较,灰色建模不存在误差积累问题,可用于长期高精度的预测,弥补了常规统计方法的不足。渔业系统是个多因素、多层次、多目标的大系统,由诸多错综复杂的关系组成,因此渔业系统是典型的灰色系统,适用于灰色系统理论。然而灰色模型在淡水渔业上的应用尚不多见。因此,本论文应用灰色系统预测模型对通辽市、赤峰市2009-2013淡水养殖产量和养殖面积进行了预测。本论文利用灰色模型对通辽市、赤峰市及其相关水库的渔业产量和渔业面积进行预测。对16组数据分析的结果中,用5年数据进行预测,共有7组数据预测精度达到一级,7组数据预测精度达到二级,1组数据预测精度达到三级,1组数据预测精度达到四级,二级以上精度占87.5%。用10年数据进行预测,有4组数据预测精度达到一级,有5组数据预测精度达到二级,有4组数据预测精度达到三级,有3组数据预测精度较差,不符合预测要求,二级以上精度占56.3%。用15年数据进行预测(其中通辽市渔业产量和养殖水面是12年的数据),有2组数据预测精度达到一级,有5组数据预测精度达到二级,有6组数据预测精度达到三级,有1组数据预测精度达到四级,有2组数据预测精度较差,不符合预测要求,二级以上精度占43.7%。用20年数据进行预测,有5组数据预测精度达到二级,有3组数据预测精度达到三级,有2组数据预测精度达到四级,没有一级精度。用23年数据预测赤峰市渔业产量,达到二级精度。可见,使用短期资料进行预测精度相对比较高,用中长期资料进行预测精度相对比较低,甚至不符合预测精度要求。利用GM(1,1)灰色预测模型分段建模进行预测,其精度变化也表明渔业生产系统的稳定性。利用GM(1,1)灰色预测模型进行预测的过程中并不能排除极端气候或政策干预对渔业生产系统的影响,因此,预测过程中依赖于系统的稳定性。如利用通辽市1998-2001年的数据为依据,模型预测值回代的相对误差也极小,但是并不能准确预测2002年渔业产量的暴跌。因此,渔业系统的稳定性是预测准确的关键。而如何判断判断系统是否稳定,将是研究的重点。在目前,可以结合统计的方法,在明确灰色系统外界某些干扰因素的情况下,可以使用分段预测的方法,进行预测,这种方法也是基于一个基本的假设即短时间内系统不会发生剧烈的突变。因此可以认为灰色预测模型能够对生产相对稳定的短期预测是比较准确的,不宜做长期的外推应用。由于西辽河流域常年少雨干旱,灰色模型的预测结果表明,赤峰地区的渔业养殖面积仍有发展的空间,而通辽地区的渔业养殖面积在自然环境持续恶劣的情况下,不会有太大的起色。虽然两个地区渔业产量还呈逐年上升趋势,但提升的潜力非常有限。在渔业管理中,实现最大可持续产量仍旧是其一个主要的目标。剩余产量模型是预测最大可持续产量(MSY)的经典方法,也是现代渔业资源评估和管理的主要理论模型之一。它是把种群或资源群体作为一个研究分析的单位,研究一个资源群体的持续产量、最佳捕捞努力量和资源群体大小之间的平衡关系。其所要求的资料仅仅是多年的渔获量和捕捞努力量或单位捕捞努力量渔获量的渔业统计资料,不需要资源群体本身的生物学资料。剩余产量模型因其简单和所需数据较少的特点为渔业资源评估所广泛采用。该模型是以种群增长S型曲线一般模型为理论基础,把资源群体的补充、生长、和自然死亡综合起来作为资源群体大小的一个单变量函数进行分析,然后推导出所需的剩余产量模型的数学式。在我国,自1973年开始应用Schaefer (1957)模型评估广东珠江口蓝园鲹资源以来,这个模型已成为我国有关渔业部门最熟悉的数学模型之一,并被广泛应用于我国海洋和内陆大水面水域渔业资源评估的分析研究。本论文应用了二个经典剩余产量模型,四个非平衡剩余产量模型,和二个由欧美科学家开发的软件对赤峰市渔业的最大持续产量和与最大持续产量相对应的捕捞努力量(渔船马力数)进行预测。对于赤峰市渔业统计数据,此文的结果显示不同的评估模型产生不同的参数估计。结合这些结果和原始数据分析,我倾向于建议赤峰市渔业的最大持续产量(MSY)大致在8000t左右。在此文应用到的产量模型中,线性非平衡产量模型(Schnute, W-H, D-Fox, I-Fox)的表现较好,其中W-H和D-Fox模型的平均相对估计误差(REE)值小于10%。对于Schaefer和Fox型的模拟数据,Schaefer和Fox型的产量模型对模拟数据的类型并不敏感,均可以获得较好的参数估计值。此文的结果还显示移动平均和白色噪音并不能显著地影响结果。根据剩余产量模型的预测结果可以得知,赤峰市渔业生产单位的渔业资源已基本上得到充分利用,如若拓展空间,任务十分艰巨。实施流域渔业生产可持续发展战略,对促进流域经济的繁荣,社会的发展具有非常重大意义。本论文的建议如下：一是加强流域生态治理,提高水资源的再生能力。二是加强流域开发管理,提高水资源的利用能力。三是加强流域用水管理,提高水资源的节约能力。四是加强流域环保管理,提高水资源的防污能力。五是调整渔业产业结构,提高流域渔业生产能力。六是加大科技投入力度,确保渔业生产稳步增长。七是加强基础工程建设,提高渔业生产保障能力。八是搞好渔业资源评估,为生产提供科学的依据。九是加强渔业执法管理,提高渔业生产管理水平。

全文目录

摘要  9-12
Abstract  12-17
0 前言  17-25
  0.1 选题的背景  17-19
  0.2 选题的意义  19-20
  0.3 国内外研究状况  20-23
  0.4 本文的研究方法  23
  0.5 论文框架和主要内容  23-24
  0.6 研究的创新性  24-25
第一章西辽河流域概况  25-32
  1.1 地理位置  25
  1.2 地形地貌  25-26
  1.3 河流水系  26-29
  1.4 气象与水文  29-30
  1.5 渔业生态特征  30
  1.6 流域社会经济概况  30-32
第二章通辽市渔业状况  32-45
  2.1 通辽市地理位置及经济发展状况  32-33
    2.1.1 地理位置和面积  32-33
    2.1.2 行政区划与人口  33
    2.1.3 交通条件  33
    2.1.4 社会经济发展状况  33
  2.2 通辽市自然环境与生物资源  33-42
    2.2.1 地形特点  33-34
    2.2.2 水域类型  34-38
    2.2.3 水体的理化特征  38-40
    2.2.4 气候特征  40
    2.2.5 生物多样性特征与生物资源  40-42
  2.3 渔业生产的发展状况  42-44
    2.3.1 渔业生产的历史  42-43
    2.3.2 渔业生产的现状  43
    2.3.3 渔业管理生产结构  43-44
    2.3.4 市场情况  44
  2.4 小结  44-45
第三章赤峰市渔业状况  45-58
  3.1 赤峰市地理位置及经济发展状况  45-47
    3.1.1 地理位置和面积  46
    3.1.2 行政区划与人口  46
    3.1.3 交通条件  46
    3.1.4 社会经济发展状况  46-47
  3.2 赤峰市自然环境及生物资源  47-55
    3.2.1 地形特点  47-48
    3.2.2 水域类型  48-52
    3.2.3 水文特征  52-53
    3.2.4 气候特征  53-54
    3.2.5 水域环境评价  54
    3.2.6 生物多样性与生物资源  54-55
  3.3 渔业生产的发展状况  55-56
    3.3.1 渔业生产的历史  55
    3.3.2 渔业生产的现状  55-56
  3.4 小结  56-58
第四章灰色预测模型  58-103
  4.1 灰色预测模型理论  58-61
    4.1.1 简介  58
    4.1.2 灰色系统建模原理  58-59
    4.1.3 GM(1,1)模型构建及解析  59-61
  4.2 数据  61-69
    4.2.1 通辽市渔业产量  61
    4.2.2 通辽市孟家段水库渔业产量  61-62
    4.2.3 通辽市莫力庙水库渔业产量  62
    4.2.4 通辽市小塔子水库渔业产量  62-63
    4.2.5 通辽市渔业面积  63-64
    4.2.6 通辽市孟家段水库渔业面积  64
    4.2.7 通辽市莫力庙水库渔业面积  64-65
    4.2.8 通辽市小塔子水库渔业面积  65
    4.2.9 赤峰市渔业产量  65-66
    4.2.10 赤峰市红山水库渔业产量  66
    4.2.11 赤峰市沙那水库渔业产量  66-67
    4.2.12 赤峰市达里湖水库渔业产量  67
    4.2.13 赤峰市渔业面积  67-68
    4.2.14 赤峰市红山水库渔业面积  68
    4.2.15 赤峰市沙那水库渔业面积  68
    4.2.16 赤峰市达里湖水库渔业面积  68-69
  4.3 预测结果  69-95
    4.3.1 通辽市渔业产量预测  69-71
    4.3.2 通辽市孟家段水库渔业产量预测  71-72
    4.3.3 通辽市莫力庙水库渔业产量预测  72-74
    4.3.4 通辽市小塔子水库渔业产量预测  74-76
    4.3.5 通辽市渔业面积预测  76-78
    4.3.6 通辽市孟家段水库渔业面积预测  78-79
    4.3.7 通辽市莫力庙水库渔业面积预测  79-81
    4.3.8 通辽市小塔子水库渔业面积预测  81-83
    4.3.9 赤峰市渔业产量预测  83-85
    4.3.10 赤峰市红山水库渔业产量预测  85-86
    4.3.11 赤峰市沙那水库渔业产量预测  86-88
    4.3.12 赤峰市达里湖水库渔业产量预测  88-89
    4.3.13 赤峰市养殖面积预测  89-91
    4.3.14 赤峰市红山水库渔业面积预测  91-92
    4.3.15 赤峰市沙那水库渔业面积预测  92-94
    4.3.16 赤峰市达里湖水库渔业面积预测  94-95
  4.4 讨论  95-103
    4.4.1 GM(1,1)灰色模型预测精度的分析  96-97
    4.4.2 渔业生产系统的稳定性与GM(1,1)灰色模型预测的准确性  97-100
    4.4.3 灰色模型预测的适应性  100
    4.4.4 灰色模型的有限性  100-101
    4.4.5 灰色模型在通辽市、赤峰市渔业生产上的应用  101-103
第五章剩余产量模型  103-131
  5.1 剩余产量模型理论  103-112
    5.1.1 简介  103-105
    5.1.2 平衡剩余产量模型  105-107
    5.1.3 Fox非平衡剩余产量模型  107-108
    5.1.4 连续Schaefer形剩余产量模型  108-109
    5.1.5 ASPIC和CEDA  109-110
    5.1.6 Monte Carlo模拟仿真  110-112
  5.2 数据  112-114
  5.3 结果  114-124
  5.4 讨论  124-131
    5.4.1 剩余产量模型参数的计算方法  124-127
    5.4.2 参数r、K和q的相关性  127-128
    5.4.3 剩余产量模型结果可靠性检验的标准  128-129
    5.4.4 剩余产量模型在赤峰市渔业统计数据和相应模拟数据上的应用  129-130
    5.4.5 CEDA模型的比较  130-131
第六章讨论  131-142
  6.1 渔业资源评估的意义  131-135
    6.1.1 灰色预测模型(Grey Prediction Model)  131-133
    6.1.2 剩余产量模型(Surplus Production Model)  133-135
  6.2 内蒙古西辽河流域渔业生产可持续发展的对策  135-142
    6.2.1 灰色模型和剩余产量模型预测结果的启示  135-136
    6.2.2 内蒙古西辽河流域渔业生产可持续发展对策  136-142
参考文献  142-152
发表文章目录  152-153
致谢  153

内蒙古西辽河流域渔业评估与可持续发展研究

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