基于生态系统动力学模型的胶州湾菲律宾蛤仔养殖容量动态评估

养殖容量评估是衡量贝类养殖活动是否环境友好、碳汇功能能否充分发挥的重要前提。本研究基于2018年5月—2019年2月的走航观测和定点连续观测数据,通过构建营养盐–浮游植物–浮游动物–碎屑–菲律宾蛤仔(nutrients–photoplankton–zooplankton–detritus–clams, NPZD-C)生态系统动力学模型,动态评估了胶州湾菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)的养殖容量。结果显示,构建的生态系统动力学模型能够较好地反演菲律宾蛤仔的生长和浮游植物的动态响应,菲律宾蛤仔和浮游植物的实测值和模拟值均呈显著线性相关(P<0.01),R2分别为0.934 8和0.926 4;不同放苗密度情境下的产量模拟结果显示,当苗种(2000~3000 ind./kg)的初始放苗密度分别为300、500、700、1000、1500 ind./m2时,蛤仔的预测产量分别为10.5、15.6、18.9、21.6、23.2 t/hm2;养殖容量评估结果显示,若在期望的10个月养殖时间内收获湿重为5 g以上的商品蛤仔,放苗密度需控制在1000 ind./m2以内,以生态效益和经济效益的最大化为判定标准,适宜的放苗密度为550~750 ind./m2。研究结果可为实施生态系统水平的胶州湾菲律宾蛤仔养殖管理、充分发挥菲律宾蛤仔的碳汇功能提供理论依据和科学指导。     

基于生态模型估算胶州湾菲律宾蛤仔养殖容量

贝类的养殖容量是养殖功能海域的生态系统所能容纳的最大养殖个体数量。本文由实测资料建立了胶州湾生态模型,计算了浮游植物生物量,进而依据饵料收支平衡关系,估算了胶州湾菲律宾蛤仔的养殖容量,研究结果表明,各养殖区不同规格蛤仔的养殖容量在1月或3月份最大,9月份最小;胶州湾5个养殖区内,2~2.6cm、2.6~3.3cm和3.3~4cm 3种壳长规格菲律宾蛤仔的平均养殖容量分别为603枚/m2、441枚/m2和362枚/m2,胶州湾菲律宾蛤仔的播放密度已经饱和;为了保持最大产量、提高养殖品质的同时并将苗种成本降至最低,可适当降低播放密度;建议红岛东、红岛南、红岛西、胶州、黄岛等5个养殖区菲律宾蛤仔的放养密度分别为718枚/m2、693枚/m2、557枚/m2、805枚/m2和654枚/m2,胶州湾平均放养密度为690枚/m2。     

胶州湾菲律宾蛤仔个体生长模型的构建与验证

为更好地掌握胶州湾菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)的动态生长情况，本研究基于动态能量收支(Dynamic energy budget, DEB)理论，利用python软件构建了菲律宾蛤仔的个体生长模型，以2018年4月24日~2019年1月9日观测的胶州湾海域叶绿素a和水温为强制函数，通过现场实验和已有文献报道获取模型参数，模拟了菲律宾蛤仔软体组织质量和壳长的生长情况，并根据胶州湾海域菲律宾蛤仔生长的实测数据对模型进行了验证。结果表明，构建的个体生长模型能够很好地模拟胶州湾海域菲律宾蛤仔软体组织干重和壳长的生长，软体组织干重和壳长的模拟值与实测值呈显著线性相关关系(P<0.01)，R2分别为0.9374和0.9168。敏感度指数最高的是阿伦纽斯温度TA和参考温度T1，如果TA和T1分别改变10%，菲律宾蛤仔软体组织干重增加高达8.86%。研究结果为后续开展基于生态系统动力学模型的养殖容量动态评估提供了基础模块和数据支撑。     

基于叶绿素a时空分布的胶州湾菲律宾蛤仔养殖容量评估

2017年7月~2019年4月期间，本研究采用大面观测、现场模拟实验与生长情况跟踪相结合的手段，基于Dame指标和Herman模型估算了胶州湾菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)的养殖容量。结果显示，调查期间，胶州湾水体的叶绿素a浓度为2.09~4.28 mg/m3，均值为3.07 mg/m3；不同规格(壳长2.29~3.59 cm)的菲律宾蛤仔单位个体的平均滤水率为0.45 L/(h?ind.)，单位重量菲律宾蛤仔的平均滤水率为2.52 L/(g?h)；菲律宾蛤仔1龄、2龄和3龄的平均干重分别为0.18、0.30和0.42 g；胶州湾的水团停留时间为52 d，初级生产时间为1.58 d，贝类滤水时间为2.09 d；1龄、2龄和3龄蛤仔的养殖容量分别为637、378和272 ind./m2。目前，菲律宾蛤仔养殖量已超过养殖容量，建议若以2龄蛤为采捕对象，适宜的播苗密度为582 ind./m2；若以3龄蛤为采捕对象，适宜的播苗密度为789 ind./m2。本研究结果可为保障胶州湾菲律宾蛤仔养殖产业的绿色高质量发展提供理论依据和数据支撑。     

鸭绿江口浅海海域菲律宾蛤仔养殖容量估算

通过对鸭绿江口海域初级生产力生产量,浮游植物、浮游动物和底栖生物的丰度和生物量的调查,根据PARSONS-TAKAHASHⅡ营养动态模型Q=(BEn)×k,对鸭绿江口浅海菲律宾蛤仔养殖容量进行了估算.研究结果表明,不同季节壳长1.5、2.0、2.5cm的菲律宾蛤仔年养殖容量分别为189 356.60、221 970.71、249 717.05t,养殖容量春季最大,秋季次之,夏季最小.春季单位面积可放养菲律宾蛤仔:滩涂养殖平均为1.48 kg/m2,深水养殖为1.17 kg/m2;夏季单位面积可放养的菲律宾蛤仔:滩涂养殖平均为0.17 kg/m2,深水养殖为0.32 kg/m2.该区域菲律宾蛤仔实际养殖密度已经大大超过其单位面积最佳放养容量,这也是导致该区域菲律宾蛤仔疾病频发和死亡率高的主要原因.     

胶州湾移植底播菲律宾蛤仔的生长和死亡特性

2004年5月至2005年4月对胶州湾菲律宾蛤仔（Rudimpes philippinarum）底播增殖区进行了逐月定点采样，将样品带回放于实验室内水族箱暂养，每站随机取样，共对3269个个体进行了基本生物学特性测定，研究了移植底播菲律宾蛤仔的生长、死亡等渔业生物学特性。结果表明，底播增殖菲律宾蛤仔苗种的平均个体质量0．26g、平均壳长11．1mm；底播蛤仔与野生蛤仔在生长规律上基本一致，春末至秋初（4～9月）是其主要生长期；1～3龄期间个体生长速度较快，1～2龄、2～3龄，个体质量分别增长3．88g和4．02g；1～2龄生物量增长最快，2～3龄由于死亡率增大，其生物量增长缓慢；1～3龄蛤仔软体部的生长速度快于贝壳，5～6月是菲律宾蛤仔的繁殖肥育期。根据个体生长特性，3龄为最佳采捕年龄；根据目前的养殖状况，2龄蛤仔已达到商品规格，从生物量上分析，采捕2龄蛤仔收益最高；6月是最佳的捕获时期。蛤仔生长具有明显的季节变化，水温是影响菲律宾蛤仔生长的主要环境因子。[中国水产科学，2006，13（4）：642—649]     

基于Ecopath模型的胶州湾生态系统比较研究

文章根据2015–2016年胶州湾渔业资源与生态环境调查数据,并收集20世纪80年代胶州湾渔业资源数据,利用Ecopath with Ecosim 6.5(Ew E)软件构建了由21个功能组组成的胶州湾1980-1982年和2015-2016年两个时期的Ecopath模型,比较分析了不同时期胶州湾生态系统结构和功能变化以及系统发育特征。研究结果显示,与1980-1982年生态系统相比,胶州湾2015-2016年生态系统中大型底层鱼类生物量减少,菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)生物量提高,渔获物产出以菲律宾蛤仔为主,渔获平均营养级降低,系统能量转化效率从1980-1982年的15.83%提高到2015-2016年的16.35%,能量流动始终以牧食食物链为主。关键种分析表明,胶州湾生态系统两个时期的关键种均为菲律宾蛤仔。此外,与1980-1982年生态系统相比,2015-2016年胶州湾生态系统整体规模增大,净生产量提高5倍,系统总初级生产量与总呼吸量的比值由1980-1982年的1.267提高到2015-2016年的2.518,系统连接指数、杂食指数与Finn’s循环指数和平均路径长度均减小,说明在过去30多年胶州湾生态系统成熟度和稳定性不断降低,发育过程出现由成熟向幼态的逆行演替现象,目前处于不稳定的幼态阶段。     

乳山湾滩涂贝类养殖容量的估算

通过计算单位面积的浮游植物和底栖微藻生产的有机碳供应量、单位面积浮游动物和其它底栖生物的生物量及其对有机碳的需求量,首次对乳山湾滩涂贝类(以菲律宾蛤仔为代表,后文简称蛤仔)在不同养殖季节的养殖容量进行了估算。结果显示,不同体长范围内的蛤仔养殖容量均表现为10月份最大,6月份次之,8月份最小。壳长在1.5~2.5 cm范围内的蛤仔的平均养殖容量为2 692 ind.m-2,目前乳山湾蛤仔实际养殖密度为1 080 ind.m-2,该体长范围内的蛤仔养殖密度尚有较大发展余地;壳长在2.5~3.5 cm范围内的蛤仔的平均养殖容量为1157 ind.m-2,该体长范围内的蛤仔养殖密度基本接近其实际养殖密度;壳长大于3.5 cm的蛤仔平均养殖容量为697 ind.m-2,该体长范围内的蛤仔养殖密度已超过其最佳养殖密度。     

胶州湾移植底播菲律宾蛤仔渔业生物学特性与养护对策研究

菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)属于软体动物门、双壳纲、帘形目、帘蛤科、蛤仔属,是我国主要的海产经济贝类之一,曾在胶州湾水域分布甚广。近年来由于自然种群资源严重衰退,目前主要以移植底播养殖为主。自2000年以来胶州湾底播养殖菲律宾蛤仔苗种主要来自福建莆田,菲律宾蛤仔的底播养殖已成为青岛的特色渔业。     

菲律宾蛤仔池塘养殖技术探析

菲律宾蛤仔是我国重要的海产贝类资源,菲律宾蛤仔等滩涂贝类的年产量近200万t,约占我国海水养殖总产量的20％,产量和价格呈逐年递增的趋势,在整个产业结构中的地位日益重要,已成为我国主要的海水养殖对象。由于过去菲律宾蛤仔一直依赖自然种苗进行养殖,随着养殖规模的扩大、强度的增加,苗种短缺问题日益严重,而养殖产业所用的野生型种质,潜在的病害问题严重。现就池塘养殖生产中一些需要注意的问题与大家共同探讨：     

中国深远海养殖发展方式研究

在渔业转型发展进程中,发展深远海养殖是突破生态环境和自然资源约束性挑战,实现新时期中国海水养殖业可持续发展的战略方向。基于联合国粮食及农业组织(FAO)关于深远海养殖发展的定义,结合中国海水养殖业发展水平和海域条件,对中国深远海养殖概念进行了界定。提出养殖品种选择、养殖系统构建、养殖海域规划是关系深远海养殖产业稳步有序发展的重要因素。在养殖品种选择方面,应重点考虑经济潜力、适应水温和养殖技术;在养殖系统构建上,分析比较了不同养殖系统应用于深远海养殖的适宜性、安全性和经济性;在养殖海域规划方面,应重点考虑养殖排放、环境承载力和海域条件。     

菲律宾蛤仔人工选育群体与野生群体的遗传多样性分析

本研究利用10对微卫星标记对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)人工选育群体与野生群体进行遗传多样性分析。结果表明,每个位点的等位基因数为3~12个,期望杂合度范围为0.307~0.757,观测杂合度范围0.208~0.583。等位基因丰富度AR的大小范围是3.0~10.7,PCR扩增产物片段大小在178~390 bp,共得到63个等位基因,平均等位基因数范围从4.4(白蛤)到5.1(龙王塘野生群体),野生群体等位基因丰富度最大(5.278),白蛤群体的等位基因丰富度最小(4.267)。哈迪–温伯格检验发现4个群体和10对微卫星的40个组合中,有21个组合显著偏离哈迪–温伯格平衡状态。Kruskal-Wallis检验表明各个群体间的平均等位基因丰富度无显著差异。4个群体遗传分化系数F_(st)在0.086~0.180,遗传分化最大的是白斑马蛤群体与龙王塘野生群体(F_(st)=0.180),遗传分化最小的是白蛤群体和海洋橙群体(F_(st)=0.086)。人工选育群体表现为中度分化水平(F_(st):0.086~0.113);龙王塘野生群体与人工选育群体表现为较大分化水平(F_(st):0.134~0.180)。结果表明,人工选育群体的遗传多样性仍然比较高,但连续的选育对群体的遗传多样性和遗传分化有一定程度的影响。     

Growth,mortality and reproduction of the transplanted Manila clam (Ruditapes philippinarum Adams & Reeve 1850) in Jiaozhou Bay

Samples of Manila clam (Ruditapes philippinarum Adams & Reeve 1850) were collected from May 2004 to April 2005 monthly, and plankton net trawling of planktonic larvae and bottom sediment sampling surveys were further conducted from May to October 2006 in Jiaozhou Bay. Based on the data collected, growth, mortality and reproduction of the transplanted Manila clam and the environmental effects were examined. The results showed that the enhanced clams grew well and showed a growth trend similar to the local wild ones. The main growth periods lasted from April to September, with the water temperature being the main factor affecting the growth, which was the same as that of the wild clams. There were also two reproduction cycles for the farmed Manila clams each year in Jiaozhou Bay and the main breeding period was from May to June. The phenomenon of delayed metamorphosis was quite common through larval development. The farmed clams could spawn when they reached sexual maturity, but they could not perform effective recruitment as many planktonic larvae died during metamorphosis and settlement. A preliminary study indicated that sediment perturbation and marine environment pollution were the main factors causing the death of larvae in the development process.     

桑沟湾水动力特征及其对养殖容量影响的研究——观测与模型

主要介绍了从动力学研究桑沟湾养殖容量的主要思路、方法及结果。研究以精细过程观测为基础,以数值模型为手段,从物理海洋学角度考察养殖海区水动力特征,研究水动力对物质循环的影响、对颗粒态/溶解态营养物质的补充和对养殖生物量的影响,探寻不同养殖模式效果的技术路线;介绍了两个航次设计方案与目的。通过观测发现养殖对水动力垂直结构有很大影响,底层流速最大并滞后表层,发现弱动力条件下海底颗粒物和营养盐无法进入水体上层的事实。据此提出双边界层动力模型,建立一维数值模型进行机制探讨,将养殖阻力三维化建立水动力数值模型,定量给出养殖对水动力和水交换的阻碍;以此驱动三维养殖生态模型,充分考虑养殖对水动力的影响、水动力对生源要素的输运。建立了一个真正的物理-生物过程耦合模型。利用该模型进行的数值模拟和实验表明,贝藻兼养多元养殖是健康、高效养殖的有利措施;桑沟湾在现有养殖模式下,目前已基本达到了它的养殖容量,养殖品种分布不变,减少养殖密度至目前的0.9倍会略微提高产量,降低成本;减少湾口海带养殖密度,会大幅度提高贝藻兼养区的营养盐总量和养殖生物产量,从海带与贝类经济价值对比会有更高的效益。人为提高水动力混合或许是解决湾内营养盐缺乏的途径。     

基于营养通道模型的海州湾中国明对虾生态容纳量

通过增殖放流,增加优质渔业资源、改善种群结构是渔业资源养护的重要手段,而增殖生态容量的研究是科学实施增殖放流的前提。为确定海州湾中国明对虾的生态容纳量,根据2013年连云港海州湾渔业生态修复水域的调查资料,应用Ecopath with Ecosim(EwE)软件中的Ecopath模块,构建了该区域的生态系统能量流动简易模型,计算了放流种类中国明对虾的增殖生态容纳量。结果表明:系统各功能组营养级范围在1~4.42。系统总流量9335.191 t·km~(–2)·a~(–1),系统总初级生产力3892.630 t·km~(–2)·a~(–1),系统初级生产力与总呼吸量的比值为1.331,连接指数为0.415,杂食指数为0.174,Finn循环指数为11.4%,平均能流路径为2.8系统尚处于由衰竭状态向恢复状态转变,还未恢复到成熟态。中国明对虾不是本海域的关键种,当前中国明对虾的生物量为0.04 t·km–2·a–1,中国明对虾的生态容纳量为0.846 t·km~(–2)·a~(–1)。     

福建罗源湾贝类的养殖容量

以海洋生态系统营养动力学为理论依据,通过现场对位于南海南部的罗源湾叶绿素a、初级生产力、生态效率、浮游植物有机碳含量、养殖贝类有机碳含量及其含壳重与鲜组织重比值、养殖贝类和野生滤食性动物滤水率、潮间带和潮下带及吊养区附着滤食性动物现存量等的调查和检测。应用营养动态模型、沿岸能流模型估算贝类生态容量,进而扣除野生滤食性动物现存量以估算贝类养殖容量,同时采用已报道模型估算贝类养殖容量,并用统计分析法估算贝类及其各品种的适养面积。3种模型估算的罗源湾贝类养殖容量分别为104064t,127321t,113675t。贝类适养总面积为2622hm2,其中缢蛏450hm2、牡蛎2000hm2、贻贝125hm2、菲律宾蛤仔20hm2、泥蚶27hm2。罗源湾1999年已经超容量养殖,必须调整养殖面积和数量,优化养殖种类结构,实现生态养殖,达到贝类养殖持续健康、高质、高效发展。     

基于大型底栖动物的桑沟湾不同养殖区底栖生境健康评价

为了解桑沟湾养殖区大型底栖动物的动态变化以及底栖生境的健康状况，于2019年5-9月采集了中国北方典型养殖海湾桑沟湾不同养殖区（藻类、贝类和网箱养殖区）大型底栖动物样品，分析了不同养殖区大型底栖动物的种类、组成、数量分布、群落结构及生物多样性等群落特征，运用多样性指数、AMBI和M-AMBI指数法评价了不同养殖区底栖生境健康状况的时空变化。调查共鉴定出大型底栖动物56种，其中多毛类31种，甲壳类10种，软体动物9种，棘皮动物4种，其他类2种，大型底栖动物的优势种主要为多毛类，以污染耐受种为主；调查期间，贝类养殖区和网箱养殖区的群落多样性指数H''呈现下降趋势，表明贝类养殖活动和网箱养殖活动已经造成沉积物中有机物颗粒过度积累。ABC曲线显示，7月桑沟湾养殖区开始受到干扰，8月和9月受到中等程度的干扰。AMBI和M-AMBI指数评价显示桑沟湾养殖区域底栖生态系统处于轻度或中度干扰状态，底栖生境健康状况处于高等或者良好的状态。