基于Ecopath模型的棋盘山水库生态系统结构和功能分析

[目的]为促进棋盘山水库生态系统健康稳定提供参考依据。[方法]基于2021年棋盘山水库生态环境和渔业资源的调查数据，采用Ecopath with Ecosim软件构建了棋盘山水库生态系统的物质平衡Ecopath模型，对生态系统的食物网结构、传递效率、营养交互关系和系统总体特征等进行分析。[结果]棋盘山水库食物网中22个功能组的有效营养级数值为1.000～3.419,营养级较高的功能组为肉食性鱼类。能量流动主要有5级，其中来自初级生产者的平均传递效率为3.13%,来自碎屑的平均传递效率为3.39%。系统总生产量为36 268.078 t/(km²·a),总流量为86 057.620 t/(km²·a),联结指数和系统杂食系数分别为0.205、0.142;总初级生产量/总呼吸量、总生物量/总周转量分别为2.106和0.003。[结论]该研究解析了该水库营养结构和系统发育状况，可为棋盘山水库生态环境的可持续利用和科学管理提供理论依据。     

基于Ecopath模型的海水池塘主要养殖模式比较分析

为了揭示温台地区海水池塘不同养殖模式间的物质流动规律,以贝类单养和虾贝综合养殖两种模式的海水池塘为研究对象,基于 EWE 6.5软件分别构建了14和15个功能组的Ecopath模型。分析结果显示,综合养殖模式第I、Ⅱ营养级之间物质传输效率（52.1%）高于贝类单养模式（26.5%）,同时其碎屑组的物质流通量占比（20.81%）也高于贝类单养模式（4.65%）。与贝类单养模式相比,综合养殖模式关键种从大型浮游动物转为南美白对虾,混合营养效益分析显示虾功能组主要对浮游生物和碎屑产生影响,导致浮游动物生态营养学效率（EE值）升高,浮游植物EE值降低,而两种模式中贝类功能组混合营养效益未发生明显改变。贝类单养和虾贝综合养殖模式的Finn’s循环指数分别为2.75%、13.21%,系统连接指数分别为0.256、0.25,杂食指数分别为0.049、0.065,这表明由于综合养殖模式具有更完善的食物网,整体结构要优于单养模式,但两种模式整体成熟度和稳定性均较低,存在较大提升空间,可引入新功能组,以进一步提高系统稳定性、饵料利用率以及养殖效益。     

枸杞海藻场生态系统能量流动模型初探

海藻场是近岸典型生态系统,系统结构特殊,生物资源丰富,能流结构复杂且特征明显。本研究应用生态通道模型(Ecopath),构建枸杞海藻场生态系统能量流动模型,并做简单分析,通过对营养级、各级流量、生产量、系统总特征等方面的分析,结合海藻场自身生态系统特点,初步评估了海藻场生态系统状况,并探讨了其形成机制,得出枸杞海藻场内鱼类平均营养级为3.425,最高营养级为3.628,系统营养级较低。枸杞海藻场生态系统的总初级生产力为每年11 604.00 t/km2,枸杞海藻场生态系统总能量转换效率为12.7%,可以看出枸杞海藻场内初级生产力很高,转换效率也非常高,为藻场内生物资源提供了保障。枸杞海藻场生态系统的P/R比值是1.247,较同海区人工鱼礁生态系统和东海区平均水平更接近1,说明枸杞海藻场生态系统处在比较成熟,相对比较稳定的状态。     

枸杞海藻场生态系统能量流动模型初探

海藻场是近岸典型生态系统,系统结构特殊,生物资源丰富,能流结构复杂且特征明显。本研究应用生态通道模型(Ecopath),构建枸杞海藻场生态系统能量流动模型,并做简单分析,通过对营养级、各级流量、生产量、系统总特征等方面的分析,结合海藻场自身生态系统特点,初步评估了海藻场生态系统状况,并探讨了其形成机制,得出枸杞海藻场内鱼类平均营养级为3.425,最高营养级为3.628,系统营养级较低。枸杞海藻场生态系统的总初级生产力为每年11 604.00 t/km2,枸杞海藻场生态系统总能量转换效率为12.7%,可以看出枸杞海藻场内初级生产力很高,转换效率也非常高,为藻场内生物资源提供了保障。枸杞海藻场生态系统的P/R比值是1.247,较同海区人工鱼礁生态系统和东海区平均水平更接近1,说明枸杞海藻场生态系统处在比较成熟,相对比较稳定的状态。     

盐城自然保护区夏季潮间带大型底栖动物功能群结构及分布格局

在盐城自然保护区选取11个典型断面,调查大型底栖动物种类。按照食性类型、摄食方式,结合物种在相关的生态系统过程中的功能,将底栖动物功划分为食碎屑者,食悬浮者/滤食者,切碎者、生物扰动者、次级生产者5个关键功能群,分析潮间带大型底栖动物功能群结构及分布格局。结果表明,11个断面共有食碎屑者11种,食悬浮者24种,切碎者26种,生物扰动者26种,次级生产者26种,分别占总物种数的18.0%、39.3%、42.6%、42.6%和42.6%,物种在各功能群中分布比较均匀,在整个苏北潮间带生态系统的尺度上,相关的生态系统功能完整;食悬浮者和切碎者个体数量占据明显优势,在相关生态系统过程中发挥优势作用;中路港断面生物扰动者、次级生产者、食碎屑者、食悬浮者、切碎者物种数分别占所有断面物种数的22.0%、22.0%、20.0%、20.0%、20.3%,个体数分别占各功能群个体总数的60.0%、60.0%、52.2%、31.1%、26.9%,5个功能群的底栖动物个体数量和物种数目均在所有断面中占最大优势,对苏北潮间带生态系统相关功能有更大贡献。竹港断面功能群数、功能群的底栖动物个体数量和物种数目均在所有断面中占最低比例,功能群结构缺失,相关生态系统功能受到破坏。     

五里湖鱼类资源群落结构及生物多样性的时空分析

于2008年5月至2009年4月,在太湖北部湖湾-五里湖设置10个监测站点,对该湖的鱼类群落结构进行了调查,采用生物多样性指数对该湖鱼类生物多样性的时空变化进行了分析,并分析了五里湖鱼类资源的种类组成、优势种以及物种多样性水平。结果表明：调查期间,达氏鲌Erythroculter dabryi dabryi和湖鲚Coilia ectenes taihuensis为各个监测站点的绝对优势种;各个站点鱼类群落的Shannon-Wiener多样性指数（H′）介于1.759～3.011,据此判定五里湖鱼类资源群落的多样性和丰富度尚处于相对正常水平。各个监测站点间的鱼类群落结构差异不大,即五里湖的鱼类空间分布比较均匀。渔父岛与鹿丁山以及渔父岛与水上明月间多样性指数在夏、秋季节间以及春、秋季节间差异均显著（P〈0.05）。     

洋圻湖渔业生态结构的初步研究

洋圻湖生态系统由非生命环境因子和生物组成.环境因子中,三态氮含量为1.87mg/l,磷酸盐含量为0.068mg/l,溶氧量5.70mg/l,pH 值6.4～6.7,水体平均深度为1.1m。其中氮磷比例不合理,水质呈酸性,在一定程度上限制了鱼产量的提高。生物因子由生产者(水生植物)、消费者(水生动物)和分解者(微生物)组成。洋圻湖生产者生物固定光能能力为7559.62KJ/m~2·年,一级消费者生物供能能力为398.98kJ/m~2·年,顶级消费者生物每年可提供能量为22.19KJ/m~2。各营养级间能量转化率不到10%。该湖鱼类对水体初级生产力的利用率为2.49%,高于其他一些湖泊的利用水平。     

基于Ecopath的热带东太平洋生态系统模型构建及其比较

建立2017年东太平洋生态系统Ecopath模型,并与1997年模型进行比较。结果表明:(1)生态系统总体能量转化效率为18.78%,表明该生态系统能量的利用效率已达到最适程度。生态系统杂食指数和联结指数分别为0.323和0.272,表明功能组的聚合度较低,食物网内部结构复杂程度较低,较易受到外界环境因素和捕捞的干扰。总初级生产量与总呼吸量的比值为2.593,表明该生态系统不成熟。(2)对比两个阶段的系统总流量、总生物量以及总循环流量指标,与1997年相比,2017年生态系统规模扩大,食物网复杂程度升高,成熟度增大但仍然处于发展阶段。(3)假设黄鳍和大眼金枪鱼这两个主要捕捞种类的大、小个体相对资源量统计存在不确定性,并考虑3个比例水平分别构建3个生态系统模型,结果表明,这一相对资源量统计误差,明显影响了对生态系统的认识。因此,在今后类似的研究中,应充分考虑主要捕捞种类不同体长组的营养结构及其对生态系统的影响。     

鲫(Carassius auratus)对沉水植物占优水体水质的影响

水体富营养化已成为当今世界广泛存在的水环境问题。杂食性鱼类分布广、食性杂，对水生态系统影响深远，可能会加重水体富营养化。以鲫(Carassius auratus)为对象，于室外构建了以沉水植物苦草（Vallisneria denseserrulata）为主要初级生产者的中型水生态系统，设置鲫鱼组与无鱼的对照组，通过测定水中氮、磷营养盐、浮游植物、透明度、溶解氧、pH等指标以研究杂食性鱼类对以苦草为主要初级生产者水体水质的影响。结果表明：鲫虽未显著改变水中的总氮、氨氮含量，但显著增加了总磷含量，提高了浮游植物生物量，降低了水体透明度和溶解氧浓度，从而恶化水质；因此，在以沉水植物为主要初级生产者的水体中，减少或去除鲫等杂食性鱼类，有利于降低水中总磷含量，减少浮游植物生物量，提高水体透明度、从而保护或改善水质。     

五里湖湖滨带生态系统健康评价

总结了国内外对生态系统进行健康评价的实践,以生态系统健康理论和“压力-状态-响应”框架模型为基础,构建了五里湖湖滨带的生态系统健康评价指标体系。采用层次分析法进行的综合评价结果表明:五里湖湖滨带生态系统的健康状态得分为73.05,生态系统处于健康状态。生态系统的压力主要来自人类活动。生态系统的活力高,休闲娱乐功能也很强,但水质、大气和土壤状况还有待进一步改善。生物多样性还处于中等水平,物种保护工作仍需加强。     

Species Introduction in a Tropical Lake: A newly introduced piscivore can produce population changes in a wide range of trophic levels

Probably in early 1967, a piscivore from South America, Cichla ocellaris, was introduced to Gatun Lake in the Panama Canal Zone. As this predator population spread through the lake, the initial effect was dramatic reductions in almost all secondary consumers. These species reductions produced, in turn, second- and third-order changes at other trophic levels of the ecosystem. The resulting changes in the lake community can be seen best by examining the general Gatun Lake food web. The decrease in numbers of the important planktivore Melaniris has resulted in changes within the zooplankton community, as illustrated by the cladoceran Ceriodaphnia. The tertiary-consumer populations, such as tarpon, black terns, kingfishers, and herons, formerly dependent on small fishes for food, appear less frequently in the Cichla areas of the lake. There has also been, possibly, a resurgence of the local mosquito populations (which are malaria vectors), caused by the reduction in the populations of insect-eating fishes. Even the primary producers may be affected by this introduction. Although at present the Gatun Lake ecosystem is undergoing rapid changes, we anticipate an eventual return to some form of equilibrium. However, it will be some time before we can evaluate the permanence or transience of the many changes produced in the trophic levels by the introduction of a single, top-level predator to this lake system.     

基于碳氮稳定同位素技术探究太湖北部湖区鲢、鳙食性差异

为探究太湖北部湖区4个不同水域鲢Hypophthalmichthys molitrix、鳙Aristichthys nobilis食性的差异,运用碳氮稳定同位素技术对太湖竺山湖、月亮湾、三国城和乌龟山水域的鲢、鳙、悬浮颗粒有机物(SPM)和水华蓝藻的δ13C和δ15N值进行了分析研究。结果表明:各个湖区SPM与水华蓝藻的δ13C差值为0.1‰~1.5‰,δ15N差值为0.3‰~1.6‰,单因素方差分析表明,SPM与水华蓝藻的δ13C和δ15N值均无显著性差异(P0.05),说明SPM主要组分是水华蓝藻;水华蓝藻的δ15N值为12.8‰~15.8‰,均高于污染较小水域浮游植物的δ15N值(2‰~8‰),说明这4个水域氮源污染仍比较严重;鲢、鳙的食性在4个水域内有一定的差异,除乌龟山水域鲢、鳙营养级有显著性差异(P0.05)外,其他水域鲢、鳙的营养级均无显著性差异(P0.05)。研究表明,竺山湖、月亮湾、三国城3个水域鲢、鳙在水华蓝藻爆发高峰期食物组成相似,摄食以水华蓝藻为主;月亮湾水域鲢、鳙的营养级均高于其他3个水域,可能是由于该水域的鲢、鳙在摄食蓝藻的同时,也摄食了少量的浮游动物,但对于其具体食物组成仍需要进一步研究。本研究结果能帮助揭示太湖北部不同水域鲢、鳙的主要食物来源为悬浮颗粒有机物,并分析悬浮颗粒有机物的主要来源为水华蓝藻,进而能够为利用鲢、鳙控藻和水资源的可持续利用提供一定的理论依据。     

基于Ecopath模型的獐子岛人工鱼礁海域生态系统结构和功能变化

为了研究獐子岛海洋牧场的生态系统结构和功能,基于Ecopath with Ecosim 6.4软件,构建了獐子岛人工鱼礁区生态系统2010—2012年夏季的Ecopath模型,分析了3个时期海域生态系统的能量流动结构和功能变化,模型由23个功能组构成,基本覆盖了该海域生态系统能量流动的全过程。结果表明:2010—2012年夏季獐子岛海域人工鱼礁区生态系统中,虾夷扇贝Patinopecten yessoensis、许氏平鲉Sebastes schlegelii和大泷六线鱼Hexagrammos otakii等生物营养级升高;皱纹盘鲍Haliotis discus hannai的猎物重叠度指数平均值从0.123升至0.139,捕食重叠度指数平均值从0.112升至0.165,许氏平鲉的捕食重叠度指数平均值从0.063升至0.185,大泷六线鱼的捕食重叠度平均值从0.062升至0.132;该生态系统能量转化效率由2010年夏季的11.1%升至2012年夏季的14.4%;3个时期獐子岛人工鱼礁区生态系统的循环指数(FCI)值均大于0.1,再循环率较高,系统净生产力(NSP)值较高,杂食指数(SOI)从0.136升至0.172,联结指数(CI)从0.203升至0.224,平均能流路径(MPL)从2.555升至3.486。研究表明,獐子岛人工鱼礁区海域生态系统处于尚未稳定的成熟期。     

运用稳定同位素技术研究千岛湖秋季刺网渔获物的食性和营养级

利用稳定性同位素技术,对2011年9月至11月期间利用浙江千岛湖主要渔具之一的刺网采集的渔获物开展了食物源和营养级的分析研究。结果表明,千岛湖鱼类主要食物源的δ13C值跨度范围较大(-29.7‰~-23.9‰),其中浮游植物的δ13C值最高,颗粒有机物(POM)的δ13C值最低。食物源的δ15N值变化范围较小,以浮游植物最高(8.5‰),颗粒有机物最低(5.1‰)。与食物源的同位素值分布趋势相反,消费者的δ13C值浮动范围相对较小(-29.7‰~-21.6‰),而δ15N值的浮动范围相对较大(5.1‰~14.8‰)。消费者的营养级从1.9到3.6,分属于3个营养等级,鱼类的营养级全部分布在第3到第4营养级之间,且与其食性特征有较好的一致性,但是两种外来种鱼类中的一种草食性鱼类团头鲂的营养级却高达3.4,而肉食性的斑点叉尾的营养级则仅为3.0,说明其在千岛湖的食性均已发生了很大变化。同位素示踪方法研究的结果还表明千岛湖水体中的碳源主要是浮游植物。     

鄱阳湖鳜鱼的生物学

研究了鄱阳湖鳜鱼（翘嘴鳜）的生长、食性、性腺发育及形态特征。鄱阳湖鳜鱼的年龄组成以第二、三年为主,占８５％。雌性鳜鱼的生长速度在各龄中均比雄性的要快。鳜鱼体长与体重呈曲线回归,关系式为Ｗ＝０．０２２５２Ｌ３．０９２４。鳜鱼在鄱阳湖无明显停食期,属终年摄食鱼类,食物主要为鲤、鲫、虾等。食物鱼长度平均为６．６ｃｍ,最大不超过１２ｃｍ。性腺发育呈现明显的周年变化。雌性鱼成熟系数周年变化在０．７９％～１０．０７％,雄性在０．２４％～３．８３％,两者均在４、５月达到最大,以后减小。成熟年龄雌鱼为２冬龄,雄鱼为２夏龄。     

太湖银鱼和主要鱼类渔获量间的相关分析

根据太湖1973-2002年连续30年的鱼类渔获量统计资料,研究了太湖银鱼和主要鱼类渔获量间的相关关系.并根据2004-2005年的食性调查初步结果对相互关系的机制进行了分析.简单相关分析表明,太湖银鱼和鲌鱼、鲢鳙鱼渔获量间的正相关关系均达到极显著水平;偏相关分析表明,太湖银鱼和鲌鱼渔获量间的正相关关系达到极显著水平,和其它鱼类渔获量间的正相关关系达到显著水平,和鲢鳙鱼渔获量间的正相关关系虽然没有达到显著水平,但有一致趋势;简单相关和偏相关分析均表明,太湖银鱼和和鲚鱼渔获量间的相关关系均没有达到显著水平.分析认为:太湖银鱼渔获量的变化除受捕捞强度及环境理化等因素影响外,鲌鱼通过捕食调节,可能降低了鲚鱼和银鱼的食物竞争强度,从而有利银鱼增加;鲢、鳙鱼通过和鲚鱼的食物竞争,从而间接促进了银鱼种群数量发展.     

Plant growth-rate dependence of detrital carbon storage in ecosystems

Detrital carbon accumulation accounts for most of an ecosystem's capacity to store organic carbon because the carbon contained as plant detritus exceeds that stored in living plants by about threefold. A comparative analysis of the mass and turnover of detrital carbon in ecosystems demonstrates that these properties are strongly related to the turnover rate of the dominant primary producers and are poorly related to ecosystem primary production. These results contribute to an understanding of the factors that control carbon storage in ecosystems and the role of carbon storage in the global carbon budget.     

5种淡水鱼的肌肉及肝脏营养成分测定及比较

为常见淡水鱼优质鱼肉产品的生产与加工提供理论依据,采用物理、化学分析方法及火焰原子吸收分光光度法对配合饲料养殖的鲢、鳙、鲫、草鱼和团头鲂等5种淡水鱼肌肉、肝脏的常规营养成分及矿物元素含量进行检测分析。结果表明:5种鱼肉中水分含量鳙最高,为80.5%,鲫最低,为78.06%;粗蛋白含量鲫最高,为17.54%,鳙最低,为15.57%;粗脂肪含量鲢最高,为4.40%,团头鲂最低,为1.53%;粗灰分含量草鱼最高,为1.26%,鳙最低,为1.01%;无氮浸出物含量团头鲂最高,为0.46%,鲢最低,为0.25%。鲫肌肉中K、Mg、Na、Zn、Cu、Ca、Mn等7种矿物质含量均最高,分别为2.47%、0.94%、0.66%、7.78mg/g、5.01mg/g、27.83mg/g和5.16mg/g;团头鲂肌肉中Fe含量最高,为19.96mg/g。鱼体肝脏中粗脂肪与Zn、Cu、Fe等微量金属元素的含量均高于肌肉。鲫、团头鲂尤其是鲫肌肉和肝脏的营养价值相对较高。     

长江口陈行水库悬浮物含量及鲢鳙放养量估算

2010年5月-2011年4月逐月对陈行水库悬浮物进行采样并分析其结构特征,根据水库悬浮物含量评估了水体的渔产潜力以及相应的鲢鳙合理放养量,并基于该水体浮游植物初级生产力的渔产潜力和鲢鳙放养量进行了比较,以期达到有效控制水库浮游植物数量的目的。结果显示,悬浮物年均总量(干重)为(29.4±7.3)mg/L,其中有机物占34.4%,灰分占65.6%。悬浮物总量表现为冬、夏季高,春、秋季低,悬浮物中有机物所占比例春、夏季高(分别占42.20%和41.70%),冬季低;相反,灰分所占比例冬季最高(达77.06%),夏季低。悬浮物干重的水平变动表现为St4采样点最高,出水口St1最低;悬浮物含量总体表现为沿水流方向呈逐渐减少的趋势。悬浮物干重的垂直水层变化表现为:4 m水层>表层>2 m水层>1 m水层>透明度0.4 m水层。采用悬浮物含量估算陈行水库滤食性鱼类的渔产潜力为37.32 t,可投放鲢15 400 kg,鳙560 kg。基于浮游植物初级生产力的陈行水库滤食性鱼类的渔产潜力为25.14 t,可投放鲢9 660 kg,鳙420 kg。