EwE模型在评价渔业水域生态系统中的应用

渔业影响了水域生态环境,如过度捕捞、鱼类生存环境变迁等都使得原有渔业水域生态系统越来越脆弱。科学开发有限的渔业资源需要正确的理论指导。构建生态系统模型可以更完整地认识水域生态系统的结构和功能。Ecopath with Ecosim（EwE）模型是以生态系统中的能量流动和物质平衡为理论基础,融合了生态学的相关基础理论知识...     

渤海伏季休渔效果初步评价

本研究基于渔业统计和资源调查数据，比较分析了我国实施伏季休渔制度20多年来对渤海渔业资源的影响。结果显示，1995年实施伏季休渔制度以后，渤海捕捞产量和捕捞效率在短期内大幅增加，特别是小黄鱼(Larimichthys polyactis)、蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)的捕捞产量分别增加了3.96倍和1.74倍，占渤海总捕捞产量的比重有所提高。1999年以后，捕捞产量逐年下降，并于2008年趋于稳定。资源调查结果显示，在1998~2014年渤海渔业资源量急剧下降之后，近年来有资源量增加迹象，鳀(Engraulis japonicus)、银鲳(Pampus argenteus)和三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)等经济种类的资源量在2014~2015年有所提高，但总体低于1992年同期水平。休渔期内，渤海主要渔业种类得到了生长繁殖的时间和空间，资源量增加了3倍以上，渔业生物平均体长和体重增加，但长期以来资源小型化和低质化趋势未见好转。     

EwE模型在评价渔业水域生态系统中的应用

渔业影响了水域生态环境，如过度捕捞、鱼类生存环境变迁等都使得原有渔业水域生态系统越来越脆弱。科学开发有限得渔业资源需要正确的理论指导。构建生态系统模型可以更完整地认识水域生态系统得结构和功能。Ecopath with Ecosim(EwE)模型是以生态系统中的能量流动和物质平衡为理论基础，融合了生态学的相关基础理论知识，主要用于探讨生态学的基本问题、评估渔业对生态系统的影响、提出渔业管理政策、评估海洋保护区域的效果和位置确定、评估环境变化对渔业的影响。该模型为海洋渔业和淡水渔业提供了分析和管理工具.     

渤海渔业资源结构、数量分布及其变化↑（*）

通过１９８２年～１９８３年和１９９２年～１９９３年分季底拖网调查，分析了渤海渔业生物资源的结构、数量分布及其季节间和１０年间生物量的变动情况及原因。结果表明，渤海渔业生物优势种与１０年前相比发生了较大变化，鱼已代替黄鲫成为渤海鱼类资源最丰富的种类，斑的生物量亦有较大增加，而小黄鱼、蓝点马鲛的生物量则大幅度下降。中上层鱼类占总生物量的比例增加，底层鱼类则下降，软体动物除春季外都下降，甲壳动物各季都有不同程度的下降。渔业资源密集分布区由莱州湾－黄河口一带水域变为秦皇岛和龙口外海水域。总生物量各季都下降，降幅为９．７％～８４．２％。渔业资源质量较１０年前大为降低，经济价值低的小型中上层鱼类已成为渔业资源的主要成分。     

东海带鱼渔获量对捕捞压力和气候变动的响应

为了解捕捞压力和气候变动对东海带鱼渔业产量的共同影响,对1956-2006年东海带鱼渔获量进行了分析.东海带鱼渔获量时间序列可划分成变化趋势和年间变动.变化趋势主要归因于捕捞努力量的单调增长,Fox模型拟合结果,东海带鱼渔获量与捕捞努力量关系显著(P＜0.01).移除趋势后,其年间变动与陆地降水、季风风速、海表水温和热带气旋影响指数相关(P＜0.05).结果表明,气候变动影响到东海带鱼渔获量年间变动:陆地降雨和径流携带大量营养盐进入沿岸生态系统；而季风则驱动营养盐的扩散和循环,影响着营养盐的利用效率；水温的升高不仅有利于带鱼的性腺发育与成熟,还能增加带鱼的饵料供应；热带气旋所形成的水团流动、风生混合、上升流等能促进营养盐供应并增加水域的生物量.从捕捞努力量和气候变量拟合东海带鱼渔获量的结果来看,与实际渔获量显著相关(P＜0.01),并且能够很好地反映出实际带鱼渔获量的变化趋势和年间变动.这说明渔获量的变化受到捕捞效应和气候变动的双重影响,未来气候变化将有利于东海带鱼渔业产量的增加,且渔获量年间变动幅度将会比以往更大.     

渤海中国对虾生态容量变化研究

基于1982年和2014~2015年渤海渔业资源与环境调查数据,采用Ecopath模型,分析了渤海生态系统的营养关系、结构及功能参数,评估了中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)在渤海的生态容量变化。结果显示,渤海生态系统中底栖甲壳类、软体动物等功能群处于重要的营养位置,但中国对虾不是渤海生态系统的关键种,其生物量的增加对口虾蛄(Oratosquilla oratoria)、三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)、多毛类、底栖甲壳类有负影响,花鲈(Lateolabrax japonicus)、虾虎鱼类等生物量的增加将对中国对虾产生负影响。渤海生态系统2个时期均处于发育的不稳定期,仍有较高的剩余生产量有待利用,2014~2015年渤海生态系统成熟度和稳定性较1982年有所降低,系统出现一定程度的退化。中国对虾1982年和2014~2015年在渤海的生态容量为0.810和0.702 t/km~2;与当年依据调查数据评估的生物量相比较,中国对虾有较大的增殖潜力,当生物量增长至71.68倍和585倍时,仍不会超过生态容量。     

福建省闽南沿海张网渔业监测和管理

福建省闽南沿海张网渔业大多数为小型机动船,操作双桩有翼单囊张网,主要作业海区在礼是列岛以东水深27—32m和东山岛东南部水深13—36m一带。 1982—1994年间,随着张网渔业规模的扩大,作业船数的增加,渔业产量从10,250吨增至45,952吨,而单位产量却逐年下降,渔业经济效益欠佳。同时,张网作业对经济幼鱼、幼虾,尤其是带鱼幼鱼的损害相当严重。因此,如何合理调整张网渔业,保护渔业资源和海洋生态平衡,并最终取得最佳经济效益、社会效益和生态效益,一直是广大渔业决策者和渔业科学工作者关心的问题。本文根据张网渔获物分析和捕捞生产现状,并结合FOX剩余产量模型进行评估,探讨张网渔业调整的途径。     

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。     

基于Ecopath模型的巢湖生态系统结构与功能初步分析

为分析和掌握巢湖生态系统结构与功能的特征参数,结合2007—2010年巢湖渔业资源调查数据,应用Ecopath with Ecosim 6.1软件构建了巢湖生态系统的食物网模型。模型由16个功能组组成,包括初级生产者、主要鱼类、无脊椎动物和有机碎屑等。结果显示,巢湖生态系统食物网主要由4个整合营养级构成,系统规模总流量、总生产量和总消耗量都较大,分别为41 003.08、17 937.42和4 486.67 t/(km2·a);能量流动主要发生在Ⅱ、Ⅲ营养级间;参照Odum的生态系统成熟程度判定指标发现,巢湖生态系统高的生产量和呼吸比值(TPP/TR)和净初级生产量(NPP),以及较低的系统连接指数(CI)、系统杂食指数(SOI)、Finn's循环指数(FCI)和Finn's平均路径长度(FMPL)都表明:巢湖生态系统结构与功能的特征参数远没有达到成熟生态系统的标准,且劣于富营养化的太湖生态系统。从生态系统结构分析发现,导致巢湖生态系统退化的关键原因是浮游植物生物量、生产量过高,被生态系统利用的效率极低,从而导致生物多样性下降、食物网趋于简单、能量流动不畅。     

中国对虾养殖业的经济分析

<正> 渤海中国对虾(Penaeus orientalis)由于资源量变动剧烈,1982年的捕捞量曾降到历史的最低水平。与此同时,养殖对虾的产量迅速增长,出现了对虾捕捞与养殖生产并驾齐驱的局面,使对虾养殖生产在我国对虾渔业中开始起到举足轻重的作用。为了进一步     

渤海主要渔业生物资源变动的研究

根据１９５９年、１９８２～１９８３年、１９９２～１９９３和１９９８～１９９９年在渤海进行的周年分季度底拖网调查数据，分析了渤海主要渔业生物种类的资源变化特征。１９５９～１９８２年间，优势种发生了很大的变化，经济价值较高的小黄鱼、带鱼和对虾等由黄鲫、Ｔｉ鱼、枪乌贼等小型低值种类所替代。８０年代以来，年间优势种有一定的变动，但小型中小层鱼类Ｔｉ鱼、黄鲫、斑Ｊｉ等一直是渤海渔业生物优势种类。１９９８～１     

东海带鱼渔获量变动原因分析

利用1951~1984年东海带鱼年渔获量和捕捞努力量资料,以及降雨、风速和海表温度等的时间系列,分析了带鱼渔获量年际变化与捕捞努力量及环境因素的关系,并建立了渔获量对捕捞努力量和环境变量的回归模型。带鱼渔获量随捕捞努力量的变化可用Fox模型拟合(R=0·89,P<0·01),1951~1974年期间,渔获量随着捕捞努力量的增长而不断提高,但自1974年后,随着捕捞努力量的持续增长,渔获量开始下降。排除捕捞效应后的带鱼渔获量波动还与环境因素显著相关,分析结果表明,长江流域和东海沿岸地区年降水量、渤海海域年均风速、长江口年均风速、黄海和东海海表温度(2月)、东海中部年平均海表温度及南部冬季月平均海表温度等环境因子都与之显著相关。包含捕捞努力量和环境变量的渔获量模型的回归系数为0·97,其置信水平达到99%以上。运用1951~1984年的回归模型对1985和1986年的渔获量作出了预测,其预测值与实际渔获量的相对误差均小于5%,验证了其可靠性。研究的结果表明,带鱼渔获量变动不仅与捕捞作用有关,同时还受环境因素的影响,是两者综合作用的结果。     

东海区拖网新伏季休渔渔业生态和资源增殖效果的分析

为了更好地养护和合理利用海洋渔业资源,中国政府于2009年开始实施新的伏季休渔制度,其中从6月1日~9月15日在东海区禁止拖网作业,较原3个月的伏季休渔期提前增加半个月。本研究依据2006~2008年每年6月上半月拖网监测资料,从渔业生态和资源增殖的角度,着重分析研究拖网在6月上半月这一时段休渔的渔业生态效果和资源增殖效果。结果表明,6月上半月禁止拖网作业,主要养护了带鱼、小黄鱼和日本鲭等资源群体,并在一定程度上保护了带鱼的产卵亲体繁殖,对带鱼资源数量的补充起到了增殖作用,同时在较大程度上养护了带鱼和日本鲭幼鱼的自然生长,起到了资源增重作用,但对分布在拖网渔场外的小黄鱼幼鱼保护作用甚微。应用R icher动态综合模型估算,以带鱼为代表种,提前增加半个月伏季休渔期其资源增殖效果较以往3个月伏季休渔期可使年平均资源量增加11.86%,渔获量增加8.06%,平均渔获体重增加9.33%。东海区以拖网占捕捞主导地位的伏季休渔时间的延长,可进一步改善繁殖群体栖息地生态环境。     

拉尼娜（2007年）和厄尔尼诺（2015年）事件对东海日本鲭栖息地时空分布的影响#br#

根据上海海洋大学中国远洋渔业数据中心提供的日本鲭(Scomber japonicus)生产捕捞数据,结合海表面温度(SST)、海表面高度(SSH)以及净初级生产力(NPP)3个关键因子,利用算术平均法进行栖息地适应性指数(HSI)建模分析,并选择2007年拉尼娜年份和2015年厄尔尼诺年份,对比研究东海日本鲭栖息地的年间差异。结果发现,拉尼娜年份(2007年)日本鲭的产量、捕捞努力量、CPUE(单位捕捞努力量渔获量)均高于厄尔尼诺年份(2015年),且渔场纬度重心(LATG)相对2015年偏北。对比渔场环境条件发现,2007年和2015年7—9月SST、SSH和NPP在空间分布上具有显著性差异。此外,栖息地建模结果显示,2007年各环境因子均有利于形成较好的日本鲭栖息地;且2007年7—9月适宜栖息地(HSI>0.6海域范围)面积明显大于2015年,其栖息地位置相较于2015年明显偏北,这导致2007年的渔场纬度重心比2015年偏北。研究表明,2007年拉尼娜事件和2015年厄尔尼诺事件对东海日本鲭适宜栖息地大小及其空间分布具有显著影响。     

1999—2011年东、黄海鲐资源丰度年间变化分析

根据1999—2011年我国鲐大型灯光围网渔业数据,使用广义线性模型(generalized linear model,GLM)和广义加性模型(generalized additive model,GAM)估算了影响CPUE的时间(年、月)、空间(经度、纬度)、捕捞性能和环境效应[海表面温度(sea surface temperature,SST)、海表面高度、海表面叶绿素浓度],并以年效应作为资源丰度指数,分析了东、黄海鲐资源丰度的年间变化,东、黄海鲐资源丰度指数的年间变化与产卵场海表面温度以及捕捞强度间的关系。GAM结果表明,时间、空间、捕捞和环境变量对CPUE偏差的解释率为11.69%,其中变量年的解释率最大,占总解释率的38%。结果显示,1999—2011年东、黄海鲐鱼资源丰度指数(abundance index,AI)总体上呈下降趋势,2008年以来更是持续下降,丰度指数由2008年的1.22降至2011年的0.82。东、黄海鲐资源丰度指数年间与产卵场呈正相关,关系式为AI=-3.51+0.23SST(P0.05),这表明较高的产卵场SST对鲐资源量增加有利。过高的渔获量以及我国群众围网渔业渔船数量的快速增长是导致近年来鲐鱼资源下降的重要原因。     

渤海口虾蛄三重刺网渔获组成及其捕捞性能分析

为研究渤海口虾蛄(Oratosquilla oratoria)三重刺网的捕捞性能,以河北省昌黎县的口虾蛄三重刺网为基础,于2013年4、5、7月在河北省秦皇岛近海进行50 mm、55 mm、60 mm和65 mm 4种网目尺寸的三重刺网作业性能比较实验,并与60 mm网目单片刺网和底拖网进行渔获对比分析。结果表明:三重刺网具有捕获渔场中绝大多数渔业种类的能力,选择能力较差。春季的渔获种类19种,为渤海近岸底层种类;夏季的渔获种类19种,除了小黄鱼(Pseudosciaena polyactis)和带鱼(Trichiurus lepturus)等底层鱼类外,还有日本鲭(Scomber japonicus)和蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)等中上层鱼类。春季的渔获结构单一,口虾蛄占渔获量的90%以上,主要兼捕种类鲜明鼓虾(Alpheus distinguendus)占4.1%,渔获选择性较好;夏季的渔获中,口虾蛄比例在75%左右,兼捕对象主要为小黄鱼、蓝点马鲛等经济鱼类的幼鱼,对渔业资源造成一定程度的损害,但渔获选择性比底拖网好。单片刺网的选择性最好,但渔获量低,只有三重刺网渔获量的30%左右,无法满足生产要求。建议开展渤海口虾蛄的可捕产量和分区域捕捞管理研究,开发作业性能更优越的口虾蛄专业捕捞渔具。     

Modeling the effects of fishery management and marine protected areas on the Beibu Gulf using spatial ecosystem simulation

The Gulf of Beibu, recognized as one of the traditional fishing grounds, is a center of rich biodiversity in the northern South China Sea. Based on the Beibu Gulf ecosystem constructed by the Ecopath and Ecosim model (in the late 1990s), we used Ecospace to evaluate the existing fishery management system and assess the potential of marine protected areas (MPAs) in the Beibu Gulf over a short (5-year), medium (10-year), and long-term (20-year) scenario. The results suggest that the current trawl closure and the midsummer moratorium system used in the Gulf fishery management approach appear to offer minimal benefits for stock recovery because of the high implementation and administrative costs; also, the biomass of valuable groups would decrease drastically with simulation time, and the large predator groups, such as the large demersal and pelagic fishes, would even be reduced to depletion in the long-term (20-year) simulation.Simulations of MPAs indicate that outcomes beneficial to all are possible but not guaranteed. Both ‘no-take’ MPAs, inshore closures (<30-m isobath) and offshore closures (common fishing zone) can drastically reduce fishing effort (between 20% and 30% reduction from 1999 levels), achieving much to avert the collapse of the fishery sector, especially for large-sized, high-value species. The magnitude of the biomass and the catches would obviously increase with simulation time. In a 20-year simulation, the total catches of all fishing gears would be doubled in the inshore closure simulation compared with that of offshore closure simulation with biomass recovery. The results suggest that, for purposes of fishery management in the Gulf, the inshore area within the 30-m isobath should be considered as ‘no-take’ MPAs; this may be an effective management tactic to conserve the ecosystem and to stop the decline in fisheries resources. Considering the complexity of ecosystem-based fishery management, an extension of the current work will incorporate the costs associated with restoration and monitoring efforts as well.     

Retrospective analysis of the influence of environmental drivers on commercial stocks and fishing opportunities in the Irish Sea

Irish Sea fisheries have undergone considerable change in recent years following the decline of commercially important finfish stocks and their slow response to management's recovery plans. In 2015, the fishing industry called for a holistic exploration into the impact of environmental change and food web effects to identify the drivers underpinning stock dynamics. In this study, we identify correlations between large‐scale climatic indicators, temperature, primary and secondary productivity, and fish recruitment in the Irish Sea and incorporate them into an Ecopath with Ecosim food web model co‐created by scientists and fishers. Negative correlations were found between the North Atlantic Oscillation winter index (NAOw) and large zooplankton abundance and between the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) and the recruitment of cod (Gadus morhua) and whiting (Merlangius merlangus). Using correlation analyses to direct the addition of environmental drivers to the Irish Sea ecosystem model improved the models fit against observed biomass and catch data and revealed the indirect impacts of environmental change as mitigated through trophic interactions. Model simulations suggest that historic environmental change suppressed the overall production of commercial finfish, limiting opportunities for the fishing industry, whilst also dampening the rate of stock recovery despite marked reductions in fishing effort. These results suggest that failure to account for ecosystem information may lead to misconceived expectations and flawed fisheries management; therefore, there is a need to operationalize ecosystem information through management procedures to support fisheries advice.