南海北部大陆架海洋生态系统Ecosim模型的动态模拟

为了确定最佳的渔业政策,采用EwE 5.1软件,对南海北部大陆架海洋生态系统构建了1987-1998年Ecosim(时间动态)模型。Ecosim模型包含了32个功能组,初始参数来源于20世纪80年代末期静态平衡的Ecopath模型。通过营养关系,分析了渔业捕捞对主要经济鱼类的动态影响。结果显示1998年系统总输出、总生物量都有不同程度的增加,而总捕捞量则有所降低;强化的捕捞压力导致了低值小型鱼类被捕食压力的间接缓解,大中型高价值鱼类的生物量发生明显下降;说明了生态系统呈现出逆向发育的主要原因在于过度捕捞所产生的从上而下(top-down)的控制作用。

东北山地山口湖生态系统的营养结构和演变趋势

为探究东北山地湖泊山口湖生态系统的食物网结构并预测更合理的生态管理方式,结合多元逐步回归分析探索了理化因子对山口湖初级生产力的影响,使用Ecopath模型对2014年山口湖生态系统数据进行建模,并利用Ecosim模型分析不同情景下浮游生物和主要鱼类自2014年开始未来20年的变化趋势,结合相关性分析探究山口湖未来的管理方式。结果表明:山口湖是磷限制型湖泊,水温和总磷对初级生产力的增加有促进作用。山口湖生态系统生物之间捕食关系复杂,能量流动集中在第Ⅱ营养级以上,关键种为“其他鱼类”功能组,山口湖Ecopath模型的Pedigree指数为0.537,可信度较高。浮游植物的生产率(PD/B)增加显著促进了鲫、鲤和鲢相对生物量的增加,PD/B每年下降超过5%时对上述3种鱼类相对生物量的影响不显著,鲢搜索率的增加会提高鲢对桡足类、枝角类和轮虫等浮游动物的捕食效率,通过营养级间联合作用导致浮游植物的相对生物量略微上升。结合情景分析和相关性分析发现,增加浮游植物的生物量会提高渔业产量,山口湖生态系统中鲢控藻效果不佳,要加强对外源营养盐的限制。

富营养化对白洋淀底栖-浮游耦合食物网结构和功能的影响

国际湖沼学的长期研究发现,一个完整的湖泊生态系统应包括底栖食物网和浮游食物网,而营养条件变化会显著改变浅水湖泊中底栖-浮游食物网的结构和功能。为了明晰富营养化对浅水湖泊底栖-浮游耦合食物网结构和功能的影响,以浅水草型湖泊——白洋淀为研究区,运用野外监测和ECOSIM与ECOPATH(Ew E)模型相结合方法,构建白洋淀底栖-浮游耦合食物网的概念模型,模拟1982—2011年间富营养化对白洋淀底栖路径和浮游路径的结构和功能影响:(1)野外监测的结果表明,从1999年至今白洋淀一直处于富营养化状态;(2)Ew E模型模拟结果表明1982—2006年,总生物量呈下降趋势,下降比例达66.38%;能流路径从以底栖路径为主转变为以浮游路径为主;(3)运用Pearson相关分析,结果表明:浮游植物与TN(r=0.67,P<0.01)和TP(r=0.37,P<0.05)呈显著正相关,而底栖藻类和大型沉水植物与TN(r=0.77,P<0.01;r=0.67,P<0.01)和TP(r=0.54,P<0.01;r=0.36,P<0.05)呈显著负相关。富营养化是白洋淀底栖初级和次级生产力向浮游初级和次级生产力转变的主要驱动力。采用科学的方法准确评估富营养化对湖泊底栖-浮游耦合食物网结构和功能的影响,可为湖泊生态系统管理提供技术和方法支持。

捕捞和环境变化对渤海生态系统的影响

以1982年的渤海Ecopath静态模型为起始状态,设置17个功能群,利用CPUE和渔业相对捕捞强度作为时间强制序列,构建渤海Ecosim模型,模拟1982—2008年渤海生态系统发育的动态变化及捕捞的影响;利用气候环境时间序列数据,分析环境变化对渤海生态系统渔业资源的影响。研究发现,1982—2008年间,只有口虾蛄的生物量保持上升趋势,主要经济鱼种小黄鱼、蓝点马鲛、鳀、花鲈、黄鲫等的生物量均呈下降趋势,虾蟹类、头足类的生物量相对稳定。渤海渔获物的平均营养级在1982—2008年间明显下降,总捕捞产量在1984年之后一直保持上升趋势,两者之间存在显著的负相关;FIB指数的变动与捕捞产量的变动保持一致。Q-90多样性指数在1982—1987年间处于波动状态,从1988—1994年间保持增长趋势,在1994年之后迅速下降,由2.5降至0.5附近,渔业生物多样性下降;渤海海表盐度、海表水温、黄河径流量对捕捞产量影响显著。Ecosim模型终止状态(2008年)与起始状态(1982年)的比较表明,系统成熟度降低,生态系统出现一定程度的退化,渔业捕捞是渔业生态系统出现退化的主要原因,降低了生态系统总体的生物量水平;除捕捞因素外,环境变化也是影响渤海生态系统渔业资源变动的主要因素。

捕捞对北部湾海洋生态系统的影响

利用Ecopath with Ecosim(EwE)5.1软件构建了北部湾海洋生态系统1959-1960年的Ecosim模型,包含渔业、海洋哺乳动物、海鸟、中上层鱼类、底层鱼类、底栖无脊椎动物等20个功能组,通过与1997-1999年调查数据对比,分析了捕捞活动对北部湾生态系统的结构和功能的影响.结果表明:近40年来在捕捞强度不断增加的压力下,生态系统的结构和功能发生显著变化,长寿命、高营养级的肉食性鱼类生物量下降明显,系统以短寿命、小型鱼类和无脊椎动物占优势.1999年的大中型鱼类的生物量仅为1960年的6%,而小型鱼类和无脊椎动物则明显上升,尤其是头足类生物量上升了2.7倍,渔获物的营养级则从1960年的3.2降低到1999年的2.98,体现了"捕捞降低海洋食物网"的特点,目前的开发模式是不可持续的.利用20世纪90年代数据预测了降低捕捞压力后生态系统的变化.本研究证实了可以使用Ecosim模型预测捕捞压力对生态系统的影响.