邹世瑞 邓清源
东北农业大学 动物科学技术学院 黑龙江省哈尔滨市 150030
摘要:近年来随着我国经济飞速发展，GDP总值也逐渐升高，第一、二三产业发展快速。虽然二三产业的地位愈发提高，影响力逐渐增强，但是农业始终占据着主导地位。自古以来，农业危及着人们的生存状况，只有农业能够稳定发展，社会才能持续稳定和平，人们才能永远安平乐业，国家才能永远富足。目前，我国农业发展良好，种类繁多，种植业、畜牧业、养殖业等出口率位居世界前列，其中，水产养殖业发展尤为迅速。随着水产物种类，数量的增加，水质环境在不断恶化，对水质问题的解决急不可待。而进行水质变化预测预警可以有效的预防水质问题的发生。因此，本文就关于水质预测预警问题展开详细讨论
关键词:水产养殖；预测预警；应用研究
引言:伴随着人们生活水平的提高，人们不再困扰吃什么、吃多少，而越发关注有什么、怎么吃。饥荒年代，大多数人渴望的是能吃上米饭，可以填饱肚子，对食品质量的好坏不关注，而现在随着食品种类的丰富和消费水平的提高，食品安全已成为全社会关注的话题。而作为蛋白质的主要来源之一，水产业的市场需求越来越广，同时人们对水产业的要求也越来越高。而要稳定水产业市场，就必须重视水产养殖的水质环境。水作为水生物的生命源泉，水的好坏直接关系到水产物的质量好坏。实际上，要做好水产养殖业首先就必须做好水质预测预警，通过提前检测水质环境，可以节省大量的人力财力，节约大量的时间和精力。因此，对水产养殖业进行水质预测预警具有必要性。
一.水质预测预警的现状
1.国内现状
虽然我国对水产养殖的水质预测预警起步较晚，但通过大量的相关研究和探索，我国在水质预测预警方面发展比较迅速,取得的成就较为显著 。闫敏杰等学者设计了基于无线传感器网络的实时在线监测系统，并通过Zigbee无线网络将数据传输到终端控制系统，控制系统做出判断时同时发出报警信号并控制增氧机的工作状态；陈娜娜等综合运用传感器技术和gprs通信技术，设计并实现了一个无线监控系统，提出了一种无线传感器网络路由协议，可降低路由消耗，提高可靠性。李道亮和傅泽田设计了一种智能化水产养殖信息系统。由此可以看出，我国的水质预测预警系统正在不断完善，迅速发展[1]。
2.国外现状
国外针对水质预测预警的研究较早，无论在深度还是广度上都处于领先状态。因此，国外的水质预测预警对我国水质预测系统的发展具有非常重要的作用，能够使我国水质预测系统在国外的基础上进行一定的发展和创新。例如，Hirate等学者提出了DBN-ARIMA预测系统 并与其他的预测模型进行了一定的分析比较,建立出适合水质变化的模型:学者Edwards James针对水质条件、水温等提出了一种 BP神经网络的养殖水质参数预测方法,该模型具有较高的精准度和较强的预测能力，能够迅速地对水质进行预测和预警。此外,一些亚洲地区的学者也对水质预测预警系统进行了深入的研究,并获得了较为显著的研究成果
二.水质恶化对养殖物的影响
水生物对水的依赖性强，水是水生物的生命源泉，干净的水源可以哺育出鲜活的水生命，雨鱼、虾等离不开干净的水源，而鱼虾作为人类摄取蛋白质的主要来源之一，水的质量直接关系到鱼虾的肉质鲜嫩程度，。除此以外，水质的污染还会影响水生物的繁殖生长能力和抵抗各种疾病的免疫能力，从而造成水生物的大面积死亡，即使不会造成短期内的大量死亡，也会犹如慢性疾病那样，潜移默化的影响，逐渐衰弱，进而死亡，又或者产生除死亡以外的其他的危害，甚至发生变异[2]。水体的污染大致分为两种:一种是人为污染，另一种是自然污染。人为污染是指人类对自然界强加干涉，将使用过的废弃物随意扔进池塘、河流等水体中，从而污染水体，威胁水生物的生长，而自然污染是指水生物自身将排泄物排进水体中，持续堆积而形成的，又或者是水中微生物的生长，例如水藻，当水藻布局面积逐渐增大，久而久之就会就会腐烂在水中，从而污染水体，进而养殖物的生存也就受到了威胁，不利于水生物的存活。但据调查，水体污染主要是由人为引起的。近年来，因人类对自然环境的破坏，而造成动物死亡的新闻报道层出不穷。例如:人类将白色塑料袋排入海洋中，被鱼类误食不消化造成健康影响。
当然，水体的流动性也会影响水质状况，倘若水体不流动，含氧量也就相对较少，有机物也会容易堆积。例如:死水塘和不流动的江河，含氧量就低，水中的水生物就少，且不易存活。
三.水质恶化对人体健康的影响
健康的人类需要有蛋白质、维生素等的加持，人类所需的能量主要从蔬菜、肉类、海鲜中获取。人类每天必须要摄取一定的能量，随着市场物价的变化，越来越多的人将海鲜列为自己的必备食物名单。品质好的海鲜对人体的发展大有益处，而品质差的海鲜不仅无法为人类提供相应的蛋白质，甚至还可能威胁到人类的生命健康。而海鲜的生存环境离不开水，水质的好坏直接影响到海鲜品质的好坏。现今，随着国内水产养殖业的迅猛发展，水质污染问题愈发严重。当人们食用了这些深受污染的水产品后，体质也会相应的下降。水污染不仅会引起水环境污染，还会引发水产动物疾病，而这些有问题的水产动物一旦流进市场，再被消费者购买、食用，就可能将这些疾病传染给人类，轻则中毒，重则危及生命，对人类健康造成严重威胁。
四.水质预测预警的方法
常规法主要有外推法、因果法、定性法。外推法是指利用过去的资料，对未来的事物进行预测推断，外推法又包括时间序列法，动态分析法，算术平均法等，其中时间序列法又被称作趋势外推法，对预测水质因子有很大帮助，按效果来看，外推法主要用于中长期内；因果法与数学中的线性回归线相似，是通过研究自变量与因变量之间的关系来预测最后结果，理解越深刻，效果越好具有较强的科学性。定性法是主观与客观的结合体，是通过主观推测和客观分析对事物进行预测，其中德尔菲法就运用了定性法，但这种方法的主观因素过强，多适用于心理学的研究[3]。
1.因果法
因果法与数学中的线性回归线方程相似，因此又称作回归分析法。回归分析法是根据数据挖掘理论和自变量与因变量之间的关系，建立一个回归方程，来分析数据。它的方法主要是通过随机抽样，从局部中得出整体。放在水质预测预警中看，就是首先抽取部分水质因子作为研究对象，然后进行线性分析，最后根据所选的水质分子与相关因素之间的关系建立回归模型，大体上与数学原理一致。
2.神经网络分词法
人工智能作为时下热门的探讨话题，对事物的预测有着很大帮助。人工智能预测法包括专家系统分词法和神经网络分词法。其中，重点讲解神经网络分词法，人工神经网络自始至终是研究的热点对象，神经网络分词法是通过模仿人脑神经元，对信息做出不同程度的处理，并依靠自身结构对输入的信息做出系统处理，从而达到相应目的方法[4]。这种方法是目前应用最多，最广泛的一种方法，结构主要为多层前馈神经网络。神经网络又简称bp网络，这种网络具有整理，分类和映射的功能，与数学具有同样的原理，bp网络采用梯度下降法进行运算，可以使输出值和预期值的百分比误差达到最小。因此，神经网络分词法对水质预测预警起到了很大的作用，能够使预测更加精准到位。
总结:对水质进行预测预警并非多余举动，是极其有必要的，水质不仅关系到水生物的存活，还影响到人类的生存。并且水质预测预警可以预防一些疾病的产生减轻后果，而且通过提前预防，还可以减少后续的工作量，节省大量的人力、物力、财力。自然界与人类是给予与接受的关系，无论是在水产养殖上，还是其他方面，人类都应该主动采取行动，保护环境，关心水生态。以上的方法并非全部，还有其他的方法没有一一列举出来，人类对水质的预测预警还应进一步得到发展和探索、创新。
参考文献
[1]张伟. 水产养殖系统的水质预测预警的应用研究[D].大连海洋大学,2019.
[2]宋剑文. 智能水产养殖系统的预测预警技术研究[D].海南大学,2018.
[3]鄂旭, 杨芳, 侯建,等. 水产养殖水质预警指标约简算法研究[J]. 华中农业大学学报, 2020, v.39(02):95-100.
[4]尹宝全, 曹闪闪, 傅泽田,等. 水产养殖水质检测与控制技术研究进展分析[J]. 农业机械学报, 2019, 050(002):1-13.