大亚湾海域生态系统模型研究I:能量流动模型初探

主要根据1984~1986年和1986~1987年在大亚湾进行的环境、资源和生态调查资料,应用EcopathwithEcosim(EwE)软件,构建大亚湾海域生态系统初步能量流动模型。文中根据大亚湾游泳动物的食物组成特点,把该海域生态系划分15个功能组,分别是海洋哺乳动物、肉食性鱼类、底栖捕食鱼类、滤食性鱼类、草食性鱼类、蟹类、虾类、头足类、底栖动物、水母、浮游动物、珊瑚、沉水植物、浮游植物和有机碎屑,功能组的划分基本能覆盖大亚湾海域生态系统的能量流动过程。经EwE软件模拟,结果表明:大亚湾海域生态系统的营养级范围为1~3.88级;各营养级的能量转换效率分别为7.2%,11.2%,8.7%,2.9%,可用构建金字塔形状来描述营养流动的转换效率;大亚湾生态系统的总能量传递效率为8·9%,略低于林德曼转换效率(10%左右),可能是由于在该海域大量的沉水植物(马尾藻)未能被充分利用而腐烂所造成;在能量流动过程中,直接来源于碎屑的比例占总流量的48%,而直接来源于初级生产者的比例为52%。     

南海北部陆坡海域生态系统营养结构和能量流动分析

陆坡是陆架到深海的过渡区域,具有独特的地理生态环境特征,能量和物质交换活跃。为了解南海北部陆坡海域生态系统状况,实验根据2015—2016年南海北部陆坡海域渔业资源和海洋生态调查数据,利用Ecopath with Ecosim 6.5(EwE6.5)软件构建了由22个功能组组成的南海北部陆坡海域生态通道模型,分析了该海域生态系统营养结构、能量流动及生态系统总特征。结果显示,南海北部陆坡生态系统各功能组营养级范围为1.00～4.47,海豚占据了最高的生态位。关键度指数(KSI)分析表明,中型浮游动物、鸢乌贼为南海陆坡生态系统的关键种。生态系统中能量流动主要以碎屑食物链为主,能量来源于碎屑的比例为52%。生态网络分析表明,系统能量主要分布在6个整合营养级,来源于初级生产者和碎屑的转化效率分别为21.26%和22.39%,系统平均转化效率21.94%。研究表明,南海陆坡海域生态系统具有较高的生态转化效率。     

基于Ecopath模型的五里湖生态系统营养结构和能量流动研究

根据2006年和2009年对五里湖渔业资源和生态环境调查数据,利用Ecopath with Ecosim软件,构建这两个时期五里湖生态系统能量通道模型,比较分析了实施净水渔业前后生态系统的结构和能量流动特征。模型包括大型、其他食鱼性鱼类、湖鲚、鲤、鲫、野杂鱼、鲢、草食性鱼类、大型虾蟹类、软体动物、其他底栖动物、浮游动物、沉水植物、其他维管植物、浮游植物、碎屑等17个功能组,基本覆盖了能量流动的途径。营养网络分析表明,增殖放养滤食性鱼类和贝类,扩大了五里湖生态系统的规模,增加了生态系统的发育程度和生态系统营养级ⅠⅡ的能量转换效率,滤食性生物与生态系统其他功能组生态位的重叠程度也有所增加。该系统各功能组间的联系加强且系统趋向稳定,但生态系统的物质流转速度和物质再循环的比例有所降低。     

基于Ecopath模型的大亚湾黑鲷生态容量评估

为评估大亚湾黑鲷(Sparusmacrocephalus)的生态容量,根据2015年渔业资源和生态环境调查数据,利用Ecopathwith Ecosim6.5(EwE)软件构建了由26个功能组组成的大亚湾Ecopath模型,分析了大亚湾生态系统的基本特征,并结合食物网结构和能量流动估算了黑鲷的增殖生态容量。结果显示,黑鲷营养级为3.44,营养转化效率为0.302;大亚湾生态系统各功能组的营养级在1～3.95之间,系统总转化效率为7.636%,总初级生产量/总呼吸量为2.142,系统连接指数为0.364,系统杂食性指数为0.210,表明系统各营养级转化效率较低,能量未被充分利用;系统总转化效率低于10%,营养级I、II流向碎屑量占总流向碎屑量的98.11%,说明能量传递发生阻塞,具有增殖空间。经估算黑鲷生态容量为0.034 t/km2,是现存生物量的1.4倍,此时其他浮游生物食性鱼类的转化效率等于1,系统处于平衡状态;达到生态容量前后大亚湾生态系统的总初级生产量/总呼吸量变化很小(变化值为0.001),系统杂食性指数和系统连接指数均没有变化,因此认为放流黑鲷至生态容量对大亚湾生态系统的稳定性和营养结构未产生影响。     

基于Ecopath模型的大亚湾海域生态系统结构与功能初步分析

大亚湾是位于广东省东部的重要经济活动区域,渔业资源捕捞和航道运输等行为改变了其生态系统结构和功能,因此,评估和可持续利用渔业资源需要计算该生态系统各功能组之间的相互作用。该研究通过Ecopath with Ecosim(EwE 6.4)软件,利用2012年大亚湾海域渔业资源调查数据将大亚湾生态系统划分为18个功能组和1个碎屑组,整体了解该生态系统能量流动、总体特征和各食物网结构。研究结果表明:大亚湾生态系统各营养级呈现金字塔结构,营养级范围在1~3.29级之间。食物链通道主要有2条,一条为牧食食物链,另一条为碎屑食物链。大亚湾生态系统营养级转换效率较低,生态系统总转换效率仅为8%。大亚湾生态系统总流量为6 249.573 t·(km~2·年)~(-1),系统总生产量为2 827.584 t·(km~2·年)~(-1),总净初级生产量为2 468.36 t·(km~2·年)~(-1),总初级生产量/总呼吸量(TPP/TR)为2.185,Finn循环指数(FCI)和平均能流路径(MPL)分别为4.8%和3.53,联结指数(CI)和系统杂食性指数(SOI)分别为0.324和0.174。综上,大亚湾生态系统食物网简单,稳定性较差,系统处于幼期阶段,亟须加强捕捞限制和资源环境保护。     

基于营养通道模型的淀山湖生态系统结构与能量流动特征

根据2008-2009年间对淀山湖湖区水生生物资源调查的结果,运用Ecopath with Ecosim 6.1软件构建了淀山湖生态系统的营养通道模型,初步分析了淀山湖水域生态系统的结构和能量流动特征.模型中涉及水鸟、鱼类、虾类、软体动物、底栖动物、浮游动物、浮游植物、碎屑等21个功能组分,基本涵盖了淀山湖生态系统的主要能量流动过程,分析结果表明,淀山湖生态系统总流量为4 098.50 t·km-2·a-1.从混合营养效应分析来看,渔业捕捞会对该生态系统的鱼类功能组产生负效应.生态网络分析显示,淀山湖生态系统各功能组的营养级范围为1～ 3.92,水鸟占据了营养层的最高层.系统的能量流动主要有5级,各营养级之间平均能量转换效率为11.7％.淀山湖生态系统的整体再循环率较低,能量利用效率有待改善和提高.生态系统参数:系统初级生产力/总呼吸量(TPP/TR)、连接指数CI和能量循环指数FCI分别为2.80、0.19和0.0189,表明淀山湖生态系统目前仍然处于幼态化生态系统状态.     

嵊泗人工鱼礁海区生态系统能量流动模型初探

主要根据从2005年1月开始投放人工鱼礁至11月在嵊泗人工鱼礁海区进行的环境、资源和生态调查资料,应用Ecopath withEcosim(EwE)软件,构建嵊泗人工鱼礁海区生态系统初步能量流动模型。模型由13个功能组构成,每一组都代表在生态系统中具有相似地位的有机体,基本覆盖了嵊泗人工鱼礁海区生态系统能量流动的主要过程。模型分析表明,嵊泗人工鱼礁海区生态系统的能量流动主要以捕食食物链途径为主,各功能组的营养级范围为1.00~4.18。生态网络分析表明,系统的能量流动主要有6级,来自初级生产者的能流效率为13.8%,来自碎屑的转换效率为13.4%,平均能量转换效率为13.6%。     

獐子岛海域虾夷扇贝底播增殖生态容量评估

根据 2017 年和 2018 年辽宁省大连市獐子岛海域渔业资源和生态环境调查数据, 利用 Ecopath with Ecosim 6.5 (EwE)软件构建了獐子岛海域 Ecopath 模型, 分析獐子岛海域生态系统的营养级结构和能流特征, 评估了虾夷扇贝底播增殖的生态容量。结果显示: (1)獐子岛海域生态系统的营养级范围为 1~4.365, 最低营养级为浮游植物和有机碎屑, 营养级为 1。处于最高营养级为魟鳐类功能组, 营养级为 4.365。牧食食物链的各营养级之间的平均转换效率为 6.268%, 而碎屑食物链各营养级之间的平均转换效率为 7.698%, 系统的能量流动以碎屑食物链为主, 总系统转化效率为 6.923%, 低于 10%的林德曼转化效率。系统连接指数为 0.219, 系统杂食性指数为 0.174, 系统 Finn 循环指数为 7.790, 系统 Finn 平均路径长度为 2.674, 说明系统的能量并没有被充分利用, 存在能量传递阻塞的情况。2)根据模型估算得到的虾夷扇贝的生态容量为 36.805 t/km2 , 是现存量的 17.5 倍；达到生态容量前后獐子岛生态系统的总初级生产量/总呼吸量变化很小(变化值为 0.26), 系统杂食性指数和系统连接指数均没有明显变化, 对獐子岛生态系统的稳定性和营养结构未产生很大的影响。因此认为虾夷扇贝增殖量尚有很大潜力。     

渤海鱼类的食物关系

本研究通过对2010~2011年渤海大面调查所获得的渔获物进行胃含物分析,了解当前渤海鱼类的食物关系及其变化。结果显示,渤海生态系统的27种鱼类有12种低营养级鱼类、12种中营养级鱼类和3种高营养级鱼类,包括了杂食性鱼类、浮游动物食性鱼类、底栖动物食性鱼类、混合动物食性鱼类和鱼食性鱼类,各鱼种营养级较20世纪90年代变化不大。3种高营养级鱼类均为鱼食性鱼类,饵料生境宽度值均很低,属于狭食性鱼类;矛尾虾虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)和小黄鱼(Pseudosciaena polyactis)是渤海饵料生境宽度最大的2种鱼,同时也是当前渤海生态系统食物网中最重要的饵料种类,其广食性有利于食物网各营养层次的物质、能量流动。当前渤海食物网中浮游食物链削弱,主要食物链转变为“植物、有机碎屑→鼓虾→鱼类”和“底栖动物→虾虎鱼、小黄鱼→大型经济鱼类”。     

渤海鱼类的食物关系

本研究通过对2010~2011年渤海大面调查所获得的渔获物进行胃含物分析,了解当前渤海鱼类的食物关系及其变化。结果显示,渤海生态系统的27种鱼类有12种低营养级鱼类、12种中营养级鱼类和3种高营养级鱼类,包括了杂食性鱼类、浮游动物食性鱼类、底栖动物食性鱼类、混合动物食性鱼类和鱼食性鱼类,各鱼种营养级较20世纪90年代变化不大。3种高营养级鱼类均为鱼食性鱼类,饵料生境宽度值均很低,属于狭食性鱼类;矛尾虾虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)和小黄鱼(Pseudosciaena polyactis)是渤海饵料生境宽度最大的2种鱼,同时也是当前渤海生态系统食物网中最重要的饵料种类,其广食性有利于食物网各营养层次的物质、能量流动。当前渤海食物网中浮游食物链削弱,主要食物链转变为"植物、有机碎屑→鼓虾→鱼类"和"底栖动物→虾虎鱼、小黄鱼→大型经济鱼类"。     

羊栖菜多糖对高血脂模型大鼠血脂的影响

以实验性高血脂模型大鼠为实验对象，设置３个羊栖菜多糖（ＳＦＰＳ）剂量组（０．３、０．６、１．２ｇ／ｋｇ．ｄ）和阳性，空白对照组，观察其调血脂效果。结果表明，羊栖菜多糖各剂量组均具有显著抑制高脂模型大鼠血中总胆固醇（ＴＣ）、甘油三酯（ＴＧ）和低密度脂蛋白胆固醇（ＬＤＬ－Ｃ）的增长，降低其含量，升高高密度脂蛋白胆固醇（ＨＤＬ－Ｃ）含量的作用。３个剂量组均好于调血脂药物肌醇烟酸酯阳性对照组；与空白对照组     

水产养殖用水估价模型研究

水产养殖行业中,水资源利用效率低下,以及环境污染日益增加的主要原因,是水资源稀缺以及环境的消极外部影响的不合理体现所致.根据水产养殖用水的资源特性,水产养殖用水的评价模型已经建立起来了.该模型用水资源影子价格来确定资源水价的比例,用环境外部性来确定环境水价的比例.与此同时,探索和讨论养殖用水评价模型的途径和方法也已经构建起来了.运用水产养殖用水水价估值模型来计算2008年上海淡水池塘养殖用水的价格,其中资源水价部分(P1)为3.07元,环境水价部分(P2)为0.61元,折算系数(r)为0.95,计算得到每吨的价格为3.65元.     

基于个体生态模型在渔业科学中的应用研究现状

基于个体生态模型(IBM)于20世纪70年代提出,数十年间在渔业科学领域得到广泛应用,现已成为渔业科学研究的重要手段之一。本文主要介绍了IBM的基本概念和研究方法,概述了国内外研究现状以及在渔业科学中的应用,分析了模型在应用中存在的问题、未来发展方向及趋势。研究认为,IBM在渔业科学研究和应用过程中需充分考虑以下问题:(1)了解模拟对象的生活史过程生物学特性,以及其栖息地环境特征;(2)针对不同的对象选用合适的环境因子和参数;(3)参考经典的生态学理论框架和方法来建立和分析个体模型;(4)综合统计分析、海洋遥感、地理信息系统等方法;(5)利用野外和敏感性试验获得实测数据,以校正IBM模型并提高精度。     

张网渔具选择性模型的探讨

作为一种被动性的过滤型渔具，对张网渔具本身的选择性特点和选择性模型研究很少。通过介绍几种过滤型渔具选择性模型：Logistic：LogLog、CLogLog、Richard和Probit模型，并运用套网法作为试验方法，极大似然估计法作为模型参数确定方法进行张网渔具的选择性试验，分别对各模型进行了分析，结果显示各模型之间没有显著性差异。由于Logistic模型AIC值较小，且是传统上运用最为广泛的选择性模型，因此作者认为可以作为张网渔具选择性模型。同时探讨了套网法、套网网目大小、网次间差异以及不同的模型参数确定方法对选择性确定的影响。     

基于贝叶斯原理的大洋金枪鱼渔场速预报模型研究

高度洄游的大洋性金枪鱼类（Scombridae）是世界远洋渔业的重要捕捞对象,中国金枪鱼生产仍处于初期发展阶段,因此研究和预测金枪鱼渔场具有重要的现实意义.本研究利用美国NASA提供的卫星遥感反演海表温度（SST）三级数据产品和太平洋共同体秘书处（SPC）提供的有关国际金枪鱼历史捕捞产量资料,分析金枪鱼同SST等海洋渔场环境要素之间的统计关系,建立了金枪鱼渔场的贝叶斯概率预报模型.通过对历史数据进行模型回报试验,结果表明太平洋鲣鱼渔场综合预报的准确性达到70%以上,对渔业捕捞生产具有一定的指导意义.[中国水产科学,2006,13（3）：426-431]     

基于LightGBM模型的鱼类异常行为检测

针对传统理化方法分析水质污染情况耗时耗力等问题,提出一种基于鱼类异常行为识别的水质监测方法。以红色斑马鱼(red zebrafish)为研究对象,利用计算机视觉技术,首先对斑马鱼图像进行预处理,利用灰度共生矩阵获取鱼群纹理特征;然后通过Lucas-Kanade光流法计算鱼群的运动信息熵,并对获取的纹理特征和信息熵进行归一化处理;最后采用轻量化梯度促进机(LightGBM)对鱼类异常行为进行检测,与深度神经网络(DNN)和支持向量机(SVM)检测效果对比。结果显示:利用LightGBM对鱼类异常行为进行检测,准确率为98.5%,与其他模型对比分别提高0.5%和25.3%。研究表明,基于LightGBM模型的鱼类异常行为检测方法相比其他模型能更准确地识别鱼类非正常游动。该模型适用于自动水质监测。     

海带晾晒干燥特性及干燥模型研究

为探究新鲜海带在晾晒情况下海带总多糖、甘露醇和褐藻胶含量的变化,掌握其晾晒干燥特性并建立可准确预测干燥进程的干燥模型,以湿基含水率、干燥速率、干燥时间为指标,海带湿基含水率达到18％以下作为干燥终点,分析山东荣成海域海带在光照度大于30000 Lx且相对湿度小于70％情况下晾晒,湿基含水率以及海带总多糖、甘露醇和褐藻胶...     

人工鱼礁流场效应的模型实验

摘要：本文针对正方体、金字塔及三棱柱人工鱼礁模型，选取三个不同工况6m/s、9m/s和12m/s，通过风洞实验研究不同类型人工鱼礁单体和不同组合正方体模型的流场效应。结果表明，模型迎流面和背流面分别产生上升流和背涡流，其规模随来流速度的增大而增大；相同来流速度下，同种模型空心模型的上升流和背涡流规模较实心模型小，空心模型背涡流回流速度随模型空隙率增大而减小；不同模型z方向的湍流强度均大于x方向。对于组合模型，随着来流速度的增大，中心点流速均逐渐增大；一定来流速度下，当模型间距在1~1.5倍模型尺度时，流场变化最大；且模型平行组合比垂直组合产生的流场效应更大。     

养殖水体水质的神经网络预测模型研究

以池塘养殖水体常规水质指标作为训练样本，在分析传统水质预测模型的基础上，构建神经网络水质预测模型。运用改进的BP算法对在线监测的水质指标进行分析、分类和预测，确定水质指标与其影响因子间的非线性关系，研究养殖水体水质指数变化梯度和分布规律，同时对水质状况进行模糊判别，为养殖生产提供预警控制，并对不同情况下的输出结果做出了比较。结果表明：该网络具有较好的泛化能力，预测平均误差在3％以内，实现了水质指标的准确预测和判别，收敛速度快，具有较好的实用性和较高的预测精度，基本满足环境管理的需要。