一种中华白海豚数据库构建方法

1.本发明属于濒危生物大数据处理技术领域，具体来说，涉及一种中华白海豚数据库构建方法。


背景技术：

2.中华白海豚是生活在西太平洋和东印度洋沿岸浅水区的一类小型海洋哺乳动物，在iucn红色名录上列为“易危物种(vu)”，被cites(convention on international trade in endangered species of wild fauna and flora)列入附录名单，也被cms(convention on migratory species)列为附录名单，是我国一级重点保护野生动物。
3.在中国，目前报道的中华白海豚种群有珠江口(包括香港及珠江河口西部)、雷州湾、厦门、台湾西海岸、广西沿海、海南西南海域等六个地方种群，其中珠江口种群超过2500头，雷州湾中华白海豚种群数量约为1220头左右，厦门种群和台湾西海岸种群已确定均不超过100头，海南海域种群数量尚不清楚。广西北部湾的中华白海豚种群数量为400-500头，是全国第三大种群。有研究表明，受人类活动直接和间接的影响，我国中华白海豚栖息地严重破碎化，种群数量持续减少，分布呈现斑块化现象，生存形势严峻。已有的遗传多样性的研究结果显示，我国中华白海豚线粒体控制区单倍型多样性较低，珠江口及厦门的中华白海豚种群在遗传上可能出现了分化现象。另外，中华白海豚搁浅死亡事件频发，仅2012-2015年间搁浅死亡的个体数超过100头。最近的研究表明,珠江口的中华白海豚种群以约每年2.5％的速率减少，照此速度，在未来50年内，超过一半的个体将会消失。快速减少的种群数量、频发的死亡搁浅事件、较低的遗传多样性以及可能存在的种群隔离表明了我国中华白海豚种群的生存能力较低。同时，随着人类海洋开发活动尤其涉海工程量的加大，中华白海豚的栖息地不断萎缩和破碎化，中华白海豚种群衰退、生存风险将不断加剧。
4.现有濒危物种里面缺乏具体的海洋生物的数据库构建方法。


技术实现要素：

5.针对现有技术濒危物种里面缺乏具体的海洋生物的数据库构建方法的问题，本发明提供了一种中华白海豚数据库构建方法。
6.为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种中华白海豚数据库构建方法，包括步骤：
8.s1、通过海上实地考察、长期积累的搁浅标本收藏和物种分布模型的应用，获取中华白海豚个体基础数据；
9.s2、通过固定站位的长期监测，引入卫星影像、无人机搭载多光谱遥感载具收集海洋环境因子和鱼类资源数据；
10.s3、根据中华白海豚个体基础数据结合生存的海洋环境因子和鱼类资源数据的基础上建立空间分布模型；
11.s4、通过捕捉标记法，结合种群模型分析中华白海豚种群的社群分化；
12.s5、通过物种分布模型，获取中华白海豚潜在栖息地范围以及环境特征；
13.s6、通过生态路径模型，获取中华白海豚生存的威胁因子和在该地区生态系统种的功能。
14.进一步地，步骤s1中海上实地考察方式包括截线考察和个体照相识别。
15.进一步地，步骤s1中中华白海豚个体基础数据包括：种群大小、分布范围、栖息地利用和生活史(存活率、繁殖率、成熟年龄、生殖周期)。
16.进一步地，所述海洋环境因子包括水深、水表温、叶绿素浓度、浊度、溶解氧和各类污染物浓度。
17.进一步地，步骤s4中所述的种群模型分析中华白海豚种群是否存在长期的迁入和迁出。
18.进一步地，步骤s5中所述的物种分布模型包括生态位因素分析、最大熵值模型和人工神经网络模型。
19.进一步地，还包括步骤s7，将上述所有数据转换后，通过图、表、影音和视频上传至数据库；并通过网络传输给公众平台或者相关管理部门。
20.进一步地，还包括步骤s8，创建了中华白海豚及其栖息地保护的steps架构；形成从中华白海豚物种、种群基础生物学研究、威胁因子识别、影响评估、栖息地保护规划、各利益相关方共同参与的中华白海豚及其栖息地保护体系。
21.本发明相比现有技术，具有如下有益效果：
22.通过本发明所用的中华白海豚数据库构建方法，能及时发现人类涉海活动对中华白海豚种群的潜在影响，以及濒危物种中华白海豚栖息地保护规划等有益影响。
附图说明
23.图1为本发明一种中华白海豚数据库构建方法的流程图；
24.图2为本发明中华白海豚考察路线叠加图；
25.图3为本发明中华白海豚分布位点图；
26.图4为本发明考察范围内中华白海豚的核心分布区图；
27.图5为本发明考察范围内中华白海豚的核心分布区位于大风江口的水下沙坝分布图；
28.图6为本发明考察范围内大风江口的咸淡水交汇区分布图；
29.图7为本发明考察范围内核心分布区位高初级生产力环境的分布图；
30.图8为本发明中华白海豚分布概率与水深关系图；
31.图9为本发明中华白海豚分布概率与初级生产力关联图；
32.图10为本发明北部湾中华白海豚四季栖息地格局分布图；
33.图11为本发明北部湾中华白海豚栖息地格局的基线信息图；
34.图12为本发明中华白海豚steps研究构架应用图。
具体实施方式
35.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
36.实施例1
37.本发明用一年时间，在广西北部湾地区作为研究地点；共计实施55个航次考察，考察线路长2929.03km，覆盖区域为619.85km2，如图2所示。总计发现中华白海豚163群次，群体大小平均为6.39头(sd＝4.43,范围1-22头)中华白海豚发现点位涵盖三娘湾至大风江口海域，如图3所示。核心分布区则主要位于大风江口海域(如图4所示)，面积为50.23km2。
38.一种中华白海豚数据库构建方法，包括步骤：s1、通过海上实地考察、长期积累的搁浅标本收藏和物种分布模型的应用，获取中华白海豚个体基础数据；s2、通过固定站位的长期监测，引入卫星影像、无人机搭载多光谱遥感载具收集海洋环境因子和鱼类资源数据；s3、根据中华白海豚个体基础数据结合生存的海洋环境因子和鱼类资源数据的基础上建立空间分布模型；s4、通过捕捉标记法，结合种群模型分析中华白海豚种群的社群分化；s5、通过物种分布模型，获取中华白海豚潜在栖息地范围以及环境特征；s6、通过生态路径模型，获取中华白海豚生存的威胁因子和在该地区生态系统种的功能。
39.步骤s1中海上实地考察方式包括截线考察和个体照相识别。
40.步骤s1中中华白海豚个体基础数据包括：种群大小、分布范围、栖息地利用和生活史(存活率、繁殖率、成熟年龄、生殖周期)。
41.海洋环境因子包括水深、水表温、叶绿素浓度、浊度、溶解氧和各类污染物浓度。如图5所示，中华白海豚的核心分布区位于大风江口的水下沙坝分布图，非线性模型的结果则表明，中华白海豚的分布概率与水深呈指数性负相关。如图6所示，与初级生产力呈指数性正相关；如图7所示，核心分布区的平均水深为3.52m(sd＝1.58m)，初级生产力(chlorophyll-a浓度)平均为8.58(sd＝0.23)mg/m3。
42.步骤s4中所述的种群模型分析中华白海豚种群是否存在长期的迁入和迁出。
43.步骤s5中所述的物种分布模型包括生态位因素分析、最大熵值模型和人工神经网络模型。
44.如图8和9所示，中华白海豚分布概率与水深以及初级生产力的关联。
45.如图10所示，最大熵模型反演北部湾中华白海豚在春、夏(图2.4b)、秋(图2.4c)及冬(图2.4d)季的栖息地格局，核心栖息地的位置主要位于大型河口。四季中，春季的核心栖息地范围最小，占885.2km2，冬季的核心栖息地范围最大，占2801.25km2。合并四季的栖息地格局，作为北部湾中华白海豚栖息地格局的基线信息(图2.4e)，其中海洋保护区覆盖的面积仅占栖息范围的8.6％(huang et al,2019)，核心栖息地的环境特征为：水深平均2.97m(sd＝1.82)，初级生产力(chlorophyll-a)＝6.34mg/m3(sd＝2.32)，净初级生产力4025.1(sd＝1955.5)mgc/m2/day。
46.如图11所示，基于中华白海豚分布位点，通过最大熵模型反演，北部湾中华白海豚于春、夏、秋及冬季的栖息地格局，lch:潜在核心栖息地；lhm：潜在分布范围。中华白海豚栖息范围，海洋保护的分布，占中华白海豚栖息地面积的8.6％。
47.还包括步骤s7，将上述所有数据转换后，通过图、表、影音和视频上传至数据库；并通过网络传输给公众平台或者相关管理部门。
48.如图12所示，还包括步骤s8，创建了中华白海豚及其栖息地保护的steps架构；形成从中华白海豚物种、种群基础生物学研究、威胁因子识别、影响评估、栖息地保护规划、各利益相关方共同参与的中华白海豚及其栖息地保护体系。
49.在该架构下，从地方种群、全国或区域生态系统(我国东南沿海、北部湾及泰国湾)、世界分布范围(中华白海豚分布的东印度洋和西太平洋沿海)等不同尺度下开展中华白海豚的基础生物学(生活史特征、行为习性、繁殖策略等)、种群生态学(种群数量及变动趋势、分布格局、核心栖息地、社群结构、活动规律等)、威胁因子识别(栖息地丧失、渔具及海漂垃圾、航运等)、栖息地保护规划(全国或区域生态系统层面实施保护规划)与利益相关方参与(搁浅救护、科普宣传及主管部门的决策制定)等方面的研究和保护工作，提升我国中华白海豚保护和栖息地管理水平。为我国及“二十一世纪海上丝绸之路”沿线国家中华白海豚保护和栖息地管理提供科学支撑。
50.本发明相比现有技术，具有如下有益效果：
51.通过本发明所用的中华白海豚数据库构建方法，能及时发现人类涉海活动对中华白海豚种群的潜在影响，以及濒危物种中华白海豚栖息地保护规划等有益影响。
52.以上对本技术提供的一种中华白海豚数据库构建方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。