假设某渔场内养殖有某种鱼群(如鲳鱼),分为4个年龄组,分别称为1龄鱼,2龄鱼,3龄鱼和4龄鱼。已知: 各年龄组每条鱼的平均重量分别为5.07,11.55,17.86和22.99克; 各年龄组鱼的自然死亡率均为0.8条/年; 这种鱼为季节性集中产卵繁殖,平均每条4龄鱼的产卵量为1.109×105个,3龄鱼的产卵量为4龄鱼的一半,2龄鱼和1龄鱼不产卵,鱼群产卵和孵化期为每年的最后4个月; 如果顺利则卵孵化并成活为1龄鱼,其成活率(1龄鱼条数与产卵量n之比)为 1.22×10^11/(1.22×10^11+n); 渔业管理部门规定,每年只允许在产卵期前的8个月内进行捕捞作业。 如果每年投入的捕捞能力(如渔船数、下网次数等)固定不变,这时单位时间捕捞量将与各年龄组鱼群条数成正比,比例系数称作捕捞强度系数。通常使用13mm网眼的拉网,这种网只能捕捞3龄鱼和4龄鱼,两类鱼的捕捞强度系数之比为0.42:1。渔业上称这种方式为固定努力量捕捞。用matlab求解(2) 某渔业公司承包这种鱼的捕捞业务5年,合同要求鱼群的生产能力不能受到太大的破坏。已知承包时各年龄组鱼群的数量分别为:122、29.7、10.1、3.29(×109条),如果仍用固定努力量的捕捞方式,该公司采取怎样的策略才能使总收获量最高?
时间: 2023-06-18 09:06:06 浏览: 86
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这是一个动态规划问题,我们可以按照年份进行递推求解。设第 $i$ 年开始时各年龄组鱼群数量分别为 $x_{i,1},x_{i,2},x_{i,3},x_{i,4}$,则第 $i$ 年结束时各年龄组鱼群数量为:
$$
\begin{aligned}
x_{i+1,1}&=x_{i,1}\times(1-0.8)+\frac{1.22\times10^{11}\times0.5\times x_{i,3}}{1.22\times10^{11}+0.5\times x_{i,3}}\\
x_{i+1,2}&=x_{i,2}\times(1-0.8)+\frac{1.22\times10^{11}\times x_{i,4}}{1.22\times10^{11}+x_{i,4}}\\
x_{i+1,3}&=x_{i,3}\times(1-0.8)-0.42\times k\times x_{i,3}+0.5\times0.8\times x_{i,4}\times\frac{1.22\times10^{11}\times0.5\times x_{i,3}}{1.22\times10^{11}+0.5\times x_{i,3}}\\
x_{i+1,4}&=x_{i,4}\times(1-0.8)-1\times k\times x_{i,4}+0.8\times x_{i,4}\times\frac{1.22\times10^{11}\times x_{i,4}}{1.22\times10^{11}+x_{i,4}}
\end{aligned}
$$
其中 $k$ 为捕捞强度系数,要求总投入的捕捞能力固定不变,因此有:
$$
k\times x_{i,3}+1\times k\times x_{i,4}=C
$$
其中 $C$ 为固定的投入捕捞能力。我们需要求解的是五年内的总收获量最大值,即:
$$
\max_{k_1,k_2,k_3,k_4}\sum_{i=1}^5(5.07\times k_1+11.55\times k_2+17.86\times k_3+22.99\times k_4)\times x_{i,4}
$$
满足上述递推公式和约束条件的情况下,可以使用动态规划求解出五年内的最优解。
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