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。     

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。     

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%。     

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%.     

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模型的北部湾生态系统结构和功能

利用Ecopath with Ecosim（EwE）5．1软件构建了北部湾海洋生态系统1960s（1959～1961）和1990s（1997～1999）2个时期的Ecopath模型,比较和分析了渔业资源衰退前后北部湾生态系统的结构和功能的变化,并进一步根据Odum＇S生态系统发展理论,评价了当前北部湾生态系统的健康状况。该模型包含渔业、海洋哺乳动物、海鸟、中上层鱼类、底层鱼类、底栖无脊椎动物以及浮游动物、浮游植物和碎屑等20个功能组。结果表明,20世纪60年代系统中营养级Ⅳ、Ⅴ的生物量高于90年代,尤其是营养级V的生物量是90年代的32倍多;而90年代的Ⅰ和Ⅱ的生物量较高,表明系统中群落结构组成逐步从k选择性占优势转向,选择性为主。同时生态系统的能量转化效率不断提高,从1960s的7．0％上升到1990s的9．8％。从1960s到1990s间,系统的净生产力、初级生产力／总呼吸不断增加,而连接指数（CI）、杂食指数（OI）、总生物量／总流量、Finn＇S循环指数则显著下降,综合表明目前该生态系统总体特衙在人类活动和自然环境的扰动下由“成熟态”向“幼态”发展,生态系统发育的过程中产生了逆行演替。[中国水产科学,2008,15（3）：460-468]     

大亚湾珊瑚礁生态系统简化食物网的稳定同位素

为了阐明大亚湾珊瑚礁生态系统的简化食物网结构,本研究应用碳(C)、氮(N)稳定同位素技术测定了大亚湾珊瑚礁区样品的δ¹³C和δ¹⁵N值,计算主要消费者营养级并绘制连续营养谱,构建了大亚湾珊瑚礁的营养结构。结果显示,大亚湾珊瑚礁生态系统食物网δ¹³C值范围为-23.22‰～-10.76‰,平均值为-16.47‰±2.89‰;δ¹⁵N值的范围为4.32‰～15.82‰,平均值为11.46‰±2.37‰。各潜在食源和消费者的碳、氮同位素比值之间均有显著性差异。根据δ¹⁵N值计算结果显示,大亚湾珊瑚礁区主要消费者生物种类的营养级范围为1.70～3.64,其中腹足类、双壳类和鱼类的营养级分别为1.84～2.68、1.70～2.49和2.45～3.64。大型底栖动物的碳、氮同位素比值在季节之间无显著性差异。利用SIBER模型计算了大型底栖动物群落的6个营养结构量化指标,发现平均营养级多样性(CD)在各季节变化较小,摄食来源多样性水平(CR)、营养级长度(NR)和生态空间利用程度(SEAc)...     

基于Ecopath模型的洈水水库生态系统特征及鲢、鳙生态容量分析

为分析洈水水库生态系统结构和能流特征,探讨鲢、鳙生态容量,根据2020-2021年的渔业资源调查数据,构建了诡水水库Ecopath模型.洈水水库Ecopath模型由15个功能组组成,有效营养级范围为1.000～3.336,关键种为鳜、鲌类,生态位重叠图表明(鱼)条与主要经济物种鲢、鳙生态位重叠度较高.诡水水库循环指数(...     

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)。     

Ecopath模型在水生态系统评价与管理中的应用

生态系统模型是研究食物网结构和功能的重要方法,Ecopath是一个功能强大的生态系统模型,可量化生态系统结构和功能特征,进行现状评价、过程模拟及趋势预测,最终提出适宜的生态系统管理措施。本文对Ecopath方法进行了简要介绍,归纳了其在国内外水生态系统研究和管理中的应用实例,初探了其应用过程中存在的几点问题：在模型建立过程中,研究区域的生物种群动态及食性组成等基础研究的不足,会导致模型P/B、Q/B参数输入的准确性不高;对Ecopath模型的敏感度分析、输入参数的不确定度分析及模拟效果的评估,在该模型发展及应用过程中可能更受到关注。     

基于GIS的大亚湾海域生态环境质量综合评价

根据2005年5月的调查资料,设计了基于GIS的环境质量综合评价模型,从水体污染、初级生产力、生物资源等方面对大亚湾海域生态环境的质量状况进行了综合评价,并对环境质量的空间分布趋势进行了模拟和分析。结果表明,大亚湾海域环境质量综合指数为0.71±0.0568,处于"较好"水平。水体营养水平偏高和浮游植物生物量偏高、多样性偏低是目前大亚湾海域生态环境状况的主要特征。从环境质量的空间分布趋势来看,评价海域依综合指数的级别,划分为3个区域,质量很好区、质量较好区和临界区,分别占总评价海域面积的2.27%、93.41%和4.32%,其质量综合指数平均值分别为0.80±0.0015、0.71±0.0434、0.54±0.0304。