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模型的长江口生态系统营养结构和能量流动研究

通过对长江口2016-2017年度4次渔业资源和理化环境的调查数据,运用Ew E(版本6.4.3)软件构建长江口生态系统Ecopath模型,模型功能组包括隐埋性底栖生物、头足类、虾类、蟹类、浮游动物、浮游植物、碎屑等共14个功能组,对该河口生态系统能流分布、营养级聚合分析、能流转化效率及系统发育成熟度等进行研究。结果表明:长江口生态系统各功能组的营养级集中在1~3.93,其中浮游植物与碎屑的营养级为1,浮游动物营养级为2.18,鱼类的营养级分布较广,为2.41~3.93;长江口生态系统能流分布集中在营养级Ⅰ~Ⅲ中,营养级Ⅰ级所占能流比例最高,为53.67%;营养级聚合分析表明,低营养级间的能量转化效率相对较低,而高营养级间的能量转化效率较高。此历史时期长江口生态系统总体能量转化效率为9.3%,表明该河口能量的利用效率未达到最适程度;生态系统总体特征分析显示,该历史时期系统杂食指数和联结指数分别为0.321、0.345,表明长江口生态系统功能组的聚合度较低,食物网结构较为简单,较易受到外界干扰的影响。而生产量/总呼吸量的比值为1.245大于1,表明该河口生态系统趋于不成熟。     

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.     

江苏近海辐射沙脊群及邻近海域生态系统营养结构和能量流动研究

为了解近海辐射沙脊群的生态功能、营养结构和能量流动特征，根据2018—2019年在江苏近海辐射沙脊群及邻近海域进行的生物资源与栖息环境综合调查数据，通过构建Ecopath生态模型，分析了该海域生态系统的营养结构、混合营养效应、能流途径和生态系统总体特征等。研究发现，该海域27个功能群的营养级范围为1.00～4.31,主要渔获种类及优势种的营养级范围在3.0～4.0之间，顶级捕食者如鮸(Miichthys miiuy)和龙头鱼(Harpadon nehereus)等鱼类的营养级在4.0以上。该海域生态系统的总生态转化效率是14.93%,略高于邻近海域，表明该生态系统对能量的总体利用率较高，有利于维持生物群落的多样性和较高的生产力。碎屑和浮游植物均是该海域主要的营养来源，其中牧食食物链在各营养级之间的能量流动均高于碎屑食物链。与其他生态系统相比，该海域生态系统的总流量(TST)较高(8 950 t·km^-2·a^-1),表明该生态系统的总体规模较大，有利于维持生态系统的健康。从生态系统总体特征参数等生态指标来看，该海域生态系统仍处于不稳定状态，易受...     

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%。     

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Ecopath with Ecosim(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%.     

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%。     

基于LIM-MCMC模型研究海州湾食物网能量流动特征

基于2018年春季和秋季在海州湾及邻近海域开展的渔业资源底拖网调查数据, 构建了海州湾及其邻近海域的LIM-MCMC (linear inverse models using a Monte Carlo method coupled with Markov Chain)模型, 对其生态系统能量流动和生态系统特征进行了研究, 旨在为深入研究海州湾生态系统以及实施基于生态系统的渔业管理提供理论依据。研究表明, 在包含18个功能群的海州湾生态系统中, 共形成196条能量流动路径, 可将其划分为4个能量等级, 即0.00~1.00 t/(km²·a), 1.00~10.00 t/(km²·a), 10.00~100.00 t/(km²·a)和>100.00 t/(km²·a)。在0.00~1.00 t/(km²·a)区间内主要为高营养层次功能群, 共包括155条能量流动路径, 表明食物网中弱能量流动路径占总路径数的绝大部分比例, 在维持生态系统稳定性方面具有重要作用。1.00~10.00 t/(km²·a)区间内包含21条能量流动路径, 在将能量由低营养级传递到高营养级过程中起到重要枢纽作用。在10.00~100.00 t/(km²·a)和>100.00 t/(km²·a)区间内分别包括12条和8条能量流动路径, 均为低营养层次功能群, 为生态系统提供基本的营养来源。在海州湾生态系统中, 低营养层次功能群的呼吸消耗量与流入碎屑量远高于高营养级。整体能流分布为低营养级值大, 越往顶级越小, 呈典型的金字塔型能量流动。根据生态系统成熟度理论, 海州湾生态系统属于成熟的生态系统, 能够在较大程度上抵御外界扰动带来的影响。本研究可为海州湾食物网营养动力学的深入研究以及海州湾渔业资源的科学管理提供科学依据。     

象山港生态系统结构与功能的Ecopath模型评价

为了解象山港生态系统在环境和捕捞等多重因素胁迫下的结构和功能现状,实现象山港基于生态系统的渔业管理和生态承载力评价,本研究根据2011~2014年在象山港开展的渔业资源和生态环境定点调查数据,利用Ecopath with Ecosim 6.4软件构建了象山港生态系统的Ecopath模型,并通过模型系统分析了象山港生态系统食物网结构、能量流动和系统功能的总体特征。模型包含了浮游植物、大型海藻、浮游动物、游泳动物等25个功能组,大体涵盖了象山港生态系统能量流动的整个过程。研究结果表明,象山港生态系统表达能流路径的食物链主要有两条,分别为牧食食物链和碎屑食物链,其中以牧食食物链为主要能流通道。系统中各功能组的营养级在1.00~3.62级。系统总能流为2 210 t·km-2·a-1,主要分布在Ⅰ~Ⅳ营养级上。流量中来自碎屑的比例为38%,初级生产者是系统能量的主要来源。营养级Ⅰ和Ⅱ的利用效率较低,大量初级生产力和次级生产力未能流入更高的营养层次。系统的总能量转换效率为3.8%;总初级生产量/总呼吸量(TPP/TR)为1.52;系统连接指数(CI)为0.342;系统杂食性指数(SOI)为0.182。生态系统总体特征反映了象山港生态系统的营养关系较简单,食物网复杂程度低;系统成熟度和稳定性偏低,抵抗外界干扰的能力较弱。     

九龙江口春秋季鱼类种类组成及数量分布特征

根据2013年春季（4月）和秋季（11月）在九龙江口开展的鱼类资源调查资料，分析该海域鱼类的种类组成、区系特点和数量分布的季节变化等。调查结果显示，九龙江口春秋季鱼类有41种，隶属于11目25科35属，其中以鲈形目最多，有19种，占鱼类总种数的46.3%；调查海域鱼类适温性以暖水性种类为主（占65.9%）、分布水层以底层和近底层种类（合占85.4%）居多；春季优势种有条纹斑竹鲨（ Chiloscyllium plagiosum ）、叫姑鱼（ Johnius belengerii）、粒突鳞鲬（ Onigocia tuberculatus）和半滑舌鳎（ Cynoglossus semilaevis），秋季优势种有条纹斑竹鲨、何氏鳐（ Raja hollandi）、小眼魟（ Dasyatis microphthalmus）、凤鲚（ Coilia mystus）、半滑舌鳎和焦氏舌鳎（ Cynoglossus joyneri），春秋季优势种均以经济鱼种为主。调查海域春秋季的鱼类渔获率分别为4.85 kg/h和6.40 kg/h。春秋季的鱼类生物量均以峿屿岛附近海域为高。     

长江口水域主要渔业生物资源状况的分析

利用长江口水域20世纪90年代的拖网生产资料以及生物学测定数据,分析该水域拖网生产的渔获种类及优势种的资源变化状况。结果表明:20世纪90年代各时期长江口水域拖网生产的渔获物中,鱼类占92%以上,头足类和甲壳类所占的百分比较小,分别在8%和1%以下。每个时期的拖网生产的种类数基本相当,都为40种左右;同一时期的不同季节和各季节的不同时期间的种类数均有明显的变化。随着时间的推移,长江口水域拖网渔获物优势种类的组成发生了一定的变化。从90年代初期到末期,大部分传统优势种的渔获比例相对稳定,某些优势种的渔获比例有较大的波动或急剧减少,小型低质鱼种的渔获比例和种数增加。对带鱼、小黄鱼的体长组成结构分析表明它们的群体从20世纪80年代开始趋于明显的小型化,当前的小型化程度已经相当严重;而在此期间黄鲫的体长组成结构变化不大。该水域的优势种类组成和主要优势种类体长组成结构的变化是和逐渐增加的捕捞力量以及水域环境变化相关联的。     

珠江口南沙海域秋季渔业资源群落结构特征

根据2015年11月珠江口南沙海域的渔业资源调查资料,对该海域秋季渔业资源群落组成、优势种和生物多样性等群落结构特征进行了初步研究。结果表明,该海域共出现渔业生物40种,以鱼类和甲壳类为主。其中,底层鱼类21种,中上层鱼类3种,甲壳类16种。相对重要性指数(IRI)可用来度量物种的生态优势度,秋季优势种类有亨氏仿对虾(Parapenaeopsis hungerfordi)和锐齿(Charybdis acuta)2种(IRI≥1 000)。该区域内各站位质量渔获率为0.63~11.15 kg·h~(-1),平均为4.23 kg·h~(-1);尾数渔获率为84~885尾·h~(-1),平均为433尾·h~(-1)。Shannon-Wiener多样性指数(H')为2.07,Margalef丰富度指数(D)为1.64,Peilou均匀度指数(J')为0.59。分析表明,该海域渔获物以小型经济甲壳动物和经济幼鱼为主,渔获个体偏小,总体上多样性空间差异不大。与该区域2002年同月份的调查数据相比,目前渔获物多样性下降明显,群落结构相对简单。     

夏、秋季长江口鱼类群落结构

为了解生境变动条件下长江口鱼类群落的特征,为其鱼类资源的管理提供依据,2010年5月中旬至9月在长江口进行了张网鱼类资源调查(除8月外,采样频率为1周1次)。结果显示,调查期间总共出现6种生态类群、39种鱼类,海洋洄游鱼类和河口定居性鱼类的种类数目分居1、2位,包含种类数目最多的科是鳀科(6种),其次鰕虎鱼科和石首鱼科(4种),5-9月间种类和生态类群种类数目更替均无显著性差异;5-9月间各生态类群尾数/重量均以海洋洄游鱼类占首位,5-8月间各月平均每网尾数/重量均无显著性差异,但9月除了与7月尾数无显著性差异外,尾数和重量均较各月高,生态类群尾数/重量的排序变化均有统计学差异;对棘头梅童鱼、刀鲚、凤鲚、银鲳、灰鲳、龙头鱼等6种主要经济鱼类的幼鱼数量比例进行了分析,发现不同种类的变动有差异,如棘头梅童鱼、刀鲚、龙头鱼幼鱼基本呈下降趋势,而凤鲚则为上升趋势。此外,相同属的鱼类生态位有一定的分化,银鲳和灰鲳在时间上交替出现、而刀鲚和凤鲚在不同水域产卵,这是一种减少对食物、空间竞争的策略;按鱼类群落优势种综合丰盛度法,各月优势种比例均在95%以上,而各月间优势种更替无显著性差异;Braycurtis尾数/重量相似性系数聚类分析和非度量多维标度分析在60%的水平上将群落分为组Ⅰ(5月-8月前半月)和组Ⅱ(8月后半月-9月)。此外,长江口虽仍是棘头梅童鱼、银鲳、灰鲳等重要经济鱼类的育幼场,但群落结构已有了变化,特别是中华鲟、鲥等珍稀鱼类的消失,反映了因过度捕捞、环境污染、水利工程建设等引起了长江口鱼类资源的衰退。     

基于CART算法的长江口鱼种丰富度预测

长江口是西太平洋最大的河口生态系统和典型的生态群落交错区,预测鱼类生物多样性对评价其生态系统有着重要的科学指示意义。结合2012―2013年长江口15个站点的渔业资源和环境调查数据,利用分类与回归树(CART)算法中的回归树算法,构建了长江口鱼种丰富度预测模型。基于1-SE准则,最优决策树的复杂性参数设置为0.067,结果表明,盐度、溶解氧和季节是影响长江口鱼类生物多样性的主要因子。此外,使用2014年的观测数据对回归树模型预测的长江口鱼种丰富度予以验证,均方根误差(RMSE)、平均相对误差(ARE)和平均绝对误差(AAE)值的统计结果显示,回归树模型在春、夏季的预测效能优于秋、冬季,模型总体上呈现出了较好的预测能力,表明利用CART算法对长江口鱼种丰富度进行预测是可行的。     

珠江口鱼类群落结构的时空变化

根据1986～1987年珠江口及其邻近水域渔业资源的周年月份调查数据,运用MVSP软件包中的聚类分析和主坐标分析对珠江口鱼类群落的时空变化进行定量分析,描述珠江口鱼类群落的季节变化和区域变化特征,把珠江口从时空上划分为4个季节和5个水域,并与传统的划分方法作比较,讨论了这种分析结果的合理性。综合考虑个体数、重量、出现频率等因素,把珠江口鱼类的优势种确定为优势度大于1000的丽叶鲹、棘头梅童鱼、凤鲚、银鲳、杜氏棱鳀、带鱼、黄斑鲾和赤鼻棱鳀等8种,分析了优势种的区域和季节变化。     

Annual changes in the hatching period of the dominant cohort of larval and juvenile ayu Plecoglossus altivelis altivelis in the Shimanto Estuary and adjacent coastal waters during 1986–2001

ABSTRACT:   Larval and juvenile ayu from seven year-groups (1986, 1987, 1992, 1995, 1996, 1999 and 2000) were collected in the Shimanto Estuary and adjacent coastal waters. The present study focuses on the variation among year-groups in the hatching period estimated by age determination using the otolith. The hatching period of the dominant cohorts in the 1986, 1987 and 1992 year-groups occurred from late October to mid-November. A delay of the hatching period of the dominant cohort was observed from the 1995 year-group, which occurred in late November to early December, and the dominant periods in the 1996, 1999 and 2000 year-groups were observed from early to late December. It appears that the delay of the hatching period of dominant cohorts was not due to a delay of spawning, but a high mortality of early hatched larvae. The water temperature in autumn in the coastal waters adjacent to the Shimanto River has tended to rise over the past 20 years and this trend was especially notable in the late 1990s. The delay in the hatching period of the dominant cohort observed from the 1995 year-group was likely to be related to the rise in seawater temperatures in autumn.     

长江下游浅水湖泊石臼湖鱼类资源现状及变化趋势

根据2012-2013年对石臼湖水质和鱼类资源开展的2次调查数据,研究石臼湖水质、鱼类资源现状及演变趋势。采用水质单因子评价方法、营养状态质量指数,结合经济合作与发展OECO富营养湖泊判断标准,研究石臼湖、姑溪河、塘沟河、清水河的水质和富营养化状况;通过商业捕捞的渔获物调查,收集石臼湖和姑溪河鱼类资源数据,分析河网区鱼类种类组成、渔获物结构等渔业资源现状。结果表明,石臼湖及毗邻水域存在一定程度的水污染,且湖区受水量变化影响低于河流区,总体水质状况符合地表水环境质量Ⅲ~Ⅳ类,为富营养状态。石臼湖分布鱼类110种,2012-2013年共调查到54种;其中,石臼湖38种,固城湖33种,姑溪河51种。石臼湖、固城湖和姑溪河主要经济鱼类(数量和重量均超过1%的种类)分别有13、11和9种。石臼湖鱼类主要以鲤[Cyprinus(Cyprinus)carpio]、鲫(Carassius auratus)、鲇(Silurus asotus)等适应静、缓流生境的鱼类为主,并以歺又鱼(Hemiculter leucisculus)、鲫、棒花鱼(Abbotina rivularis)等小型鱼类或小规格个体鱼类(1 000 g)为主;湖区天然渔业资源呈衰退趋势,由于和长江下游干流相通,姑溪河鱼类种类数高于湖区,但其生物量远低于湖区;渔业资源的分布状况与水质状况无明显相关性,与河湖的连通性有关;受枯水期水量偏少、上游和周边来水污染以及高密度水产养殖的影响,石臼湖水质出现氮、磷和有机污染物超标等问题。宜采取源头控污、限制养殖、渔民转产以及人工增殖等措施,保护石臼湖水质,恢复天然渔业资源。     

莱州湾水域鱼类生物完整性评价

采用莱州湾水域鱼类生物完整性指数评价生态系统健康状况,为该水域的生态修复和渔业资源的可持续管理提供科学依据。2016-2017年在莱州湾采用底拖网开展鱼类资源调查,共捕获鱼类52种。参照1982-1983年的历史资料确定评价标准,从鱼类种类组成与丰度、繁殖共位群和营养结构等角度,筛选适用于莱州湾水域鱼类生物完整性(Fish index of biological integrity,F-IBI)评价的指标体系,得到鱼类总种类数、冷温性鱼类比例、中上层鱼类种类数比例、平均单位网次渔获量、多样性指数、产浮性卵鱼类比例、产粘着性卵鱼类比例、低耐污鱼类种数比例、广食性鱼类比例、底栖动物食性鱼类比例、浮游动物食性鱼类比例和杂食性鱼类比例等12个参数指标。根据评价指标体系计算F-IBI,结果显示:莱州湾水域的F-IBI得分为30,其完整性等级为“差”,表明莱州湾水域生态健康状况差。建议采取面源污染控制和基于生态系统保护的渔业管理恢复莱州湾水域生态系统健康。