东海南部海区生态系统结构与功能的模型分析

根据1999～2002年间对东海南部海区的渔业资源和生态环境进行调查后所获得的数据和资料,应用Ecopath with Ecosim5.1软件构建了该海区生态系统的生态通道模型,基于该模型对生态系统结构特征进行了量化分析。生态通道模型由20个功能组构成,基本覆盖了东海南部海区生态系统能量流动的主要过程。分析结果表明,东海南部海区生态系统各功能组的营养级为1.00～4.23,能量流动主要由6个整合营养级构成,营养级I的利用效率颇为低下,大量初级生产力未进入更高层次的营养流动,造成生态系统下层营养流动的"阻塞"。鲹科鱼类、沙丁鱼、鳀科鱼类和其他小型鱼类的生产量较高,占鱼类总生产量的85.6%,而其他大中型肉食性鱼类的生产量都较低。混合营养分析表明,在能量从低级向高层次转化的食物网中,底层功能组起关键作用。反映系统成熟度的指标,包括较高的净初级生产力(NPP)和净初级生产力/呼吸(NPP/R),以及较低的连接指数(CI)、系统杂食指数(SOI)和Finn’s循环指数(FCI)等,均表明该海区处在一个"幼态化"的生态系统。     

Genetic diversity of oriental river prawn (Macrobrachium nipponense De Haan) revealed by ISSR markers

日本沼虾(Macrobrachium nipponense)是中国分布范围广、经济价值较大的一种重要淡水虾类.随着养殖规模的不断扩大,如何保持养殖群体的遗传品质已引起了人们的重视.但迄今为止,养殖的日本沼虾均来自未经系统遗传选育的野生群体,而养殖病害的日趋严重和养成规格、品质的下降已严重影响到日本沼虾养殖产业的健康发展.研究野生群体的遗传结构和遗传分化,揭示其遗传多样性是制定合理有效的保护和管理策略的前提和基础.ISSR(Inter-simple sequence repeats,简单重复序列中间区域)标记技术具有实验重复性好、信息量大、多态性高等优点,是一种理想的检测群体遗传变异的分子标记.因此,本研究应用ISSR标记技术对日本沼虾5个地理群体进行了初步的遗传分析,以期为合理开发和利用日本沼虾天然资源,以及建立和保护日本沼虾种质资源库及基因库提供理论依据.本研究对采自江苏苏州、江西南昌、云南西双版纳、湖北宜都和新疆博湖的5个地理群体进行了初步研究.从50个ISSR引物中筛选出9个条带清晰、稳定性和重复性好,且产生相对较多条带的引物用于全部DNA样品的PCR扩增.对日本沼虾5个地理群体的群体遗传分析表明,在所有榆测到的清晰且可重复的142个有效位点中,多态位点有138个.物种水平上,多态位点百分率(PPL)、等位基因数(No)、有效等位基因数(Ne)、Nei's基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(Ⅰ)分别为97.18%、1.972、0.312、0.120和0.323.而在群体水平上,5个地理群体的多态位点百分率为29.58%～61.97%;等位基因数(No)为1.296～1.620;有效等位基因数(Ne)为1.165～1.281;Nei's基因多样性指数(H)为0.098～0.172;Shannon信息指数(Ⅰ)为0.147～0.267.从各个地理群体看,江西南昌群体的遗传多样性最高(PPB:61.97%,No:1.620,Ne:1.281,H:0.172,I:0.267),而湖北宜都群体最低(PPB:29.58%,No:1.296,Ne:1.165,H:0.098,I:0.147).群体内遗传多样度(HS)和总基因多样度(HT)分别为0.135和0.201,根据遗传多样性水平在群体内(HS)和群体间(HT-HS)的分化,各个群体之间的Nei's基因分化系数[GST=(HT-HS)/HT]是0.327.AMOVA分析表明,群体间的遗传变异占总遗传变异的38.59%,而61.41%的遗传变异源于群体内,群体之间表现出较高水平的遗传分化.与其他群体相比,新疆博湖群体和江苏苏州群体差异最小(FST:0.1923,遗传距离D:0.0542),而新疆博湖群体与云南西双版纳群体差异最大(FST:0.5950,D:0.1559).采用UPGMA法构建的分子系统树显示,5个地理群体明显地聚为2个族群,来自新疆博湖和江苏苏州的日本沼虾群体聚为一支,而江西南昌、湖北宜都和云南西双版纳的群体聚在一起.本研究使用9条引物对5个地理群体进行了扩增,共检测到138个多态位点,各群体的多态位点百分率(PPL)为29.58%～61.97%.与其他相关研究结果进行比较,发现对日本沼虾而言,ISSR技术是一个理想的检测群体遗传变异的分子标记.与其他群体相比,新疆博湖群体和江苏苏州群体各遗传参数均相近,且UPGMA系统树亦显示新疆博湖群体和江苏苏州群体的亲缘关系较近,推测它们可能来自同一个祖先群体.与其他野生群体相比,江西南昌群体的遗传多样性最高,该群体采自江西省鄱阳湖,鄱阳湖是中国最大的淡水湖泊,它接纳赣江、抚河、信江、饶河、修河5大河及博阳河、漳田河、潼津河的来水经调蓄后由湖口注入长江,是一个过水性、吞吐型、季节型的湖泊.上游河流汇入鄱阳湖引起群体迁移使不同生态型的基因交流,增加了迁入地的遗传多样性.从遗传角度来讲,一个物种保持足够的遗传变异性是适应不同生境、生存和进化的首要保证.因此,较高水平的遗传多样性对于保护和利用野生群体具有重要意义.本研究表明,在日本沼虾的多样性研究方面,ISSR标记技术是一个非常有效的检测群体遗传变异的遗传标记.研究结果可以为合理开发和利用日本沼虾自然野生资源,以及建立和保护日本沼虾种质资源库及基因库提供基础资料.     

太湖生态系统发育的Ecopath with Ecosim动态模拟

以20世纪60年代作为初始状态,采用Ecosim对1961-2002年间太湖生态系统的发育动态进行了模拟.结果表明,在时间强制序列的驱动下,模型较准确地预测了各个功能组的捕捞量和生物量的变化趋势.结果较好地解释了太湖生态系统的发育机制.在不断增强的渔业捕捞压力下,大中型鱼类尤其是顶级肉食性鱼类的资源量遭到破坏,从而减少了对小型鱼虾类的捕食压力,使得这些r型物种占据了系统的统治地位,它们对植食性浮游动物的控制作用,由此从上至下(top-down)地改变了太湖生态系统的结构.而水体的富营养化使得太湖初级生产力显著提高,由于蓝藻不适于动物摄食和利用,使得大量初级生产力未能循环利用,造成水华暴发和底泥有机质富积,进而由下而上(bttom-up)地对整个生态系统造成了不良的影响.因此,建议保护凶猛鱼类和大型鱼类资源,利用营养级串联效应控制小型鱼虾类,来恢复太湖生态系统自然结构、减缓其富营养化程度和逆向发育的进程.