基于Ecopath模型的千岛湖生态系统结构和功能分析

为探索千岛湖生态系统现状及其历史变化,根据2016年千岛湖的渔业资源与生态环境调查数据,构建了千岛湖生态系统的Ecopath模型,综合分析系统的能量流动过程、营养级结构和生态系统总体特征。2016年千岛湖Ecopath模型由18个功能组组成,有效营养级范围为1—3.41,牧食食物链的能量流动占系统总能量的56%。系统杂食指数(SOI)、联结指数(CI)、Finn循环指数分别为0.13,0.26和5.15%。千岛湖与其他湖泊和水库比较,其生态系统的各功能组的聚合度较高,联结程度较为紧密,物质再循环比例较高,系统较为成熟。但千岛湖的系统总流量较低为24698.27 t/(km^(2)·a),总初级生产量与总呼吸量的比值为6.51,表明系统总体规模较小且仍处于发展阶段。根据千岛湖生态系统历年变化趋势分析:千岛湖生态系统的总体规模有变大趋势,稳定性和复杂性有所增强,但营养交互关系变弱,系统抵抗外界干扰的能力仍较低。同时,千岛湖生态系统的初级生产者转化效率较低,食物网趋于简单,应采取适当的管理措施,以保障千岛湖生态系统的健康发展。

利用Ecopath模型评价鲢鳙放养对千岛湖生态系统的影响

“保水渔业”是中国控制“水华”暴发等生态灾变的措施之一,其结果存在较大的不确定性。在浙江省的新安江水库(千岛湖),“保水渔业”的实施带来了水质改善和渔业增产的双重效果。但在生态系统自组织层面,这种人工干预手段引起的生态系统结构化效应的研究,尚未真正展开。基于2008—2010年千岛湖的生态和渔业资源调查数据,应用EwE(V6.6)构建了2010年千岛湖生态系统的Ecopath模型,并将其与2004和2016年的模型进行对照,分析了千岛湖生态系统在鲢、鳙鱼放养下的变化。千岛湖生态系统在3个年份均为4个整合营养级,营养能流分布成典型的金字塔型,且营养流总量中流向碎屑的占比很大,营养级Ⅰ、Ⅱ的能量被利用得不够充分;除鲢、鳙鱼外大部分鱼类的生物量逐渐下降,浮游植物和碎屑的生物量增多;系统的初级生产力和规模得到了一定提升,但总体的能量转换效率有所降低。在一些和系统成熟度、复原力和稳定性密切相关的参数方面,总初级生产量/总呼吸量增加,Finn氏循环指数和Finn氏平均路径长度逐渐降低,3个年份的连接指数(CI)分别为0.223、0.219、0.263,系统杂食指数(SOI)分别为0.087、0.102和0.131。研究分析表明,长期的鲢、鳙鱼放养使千岛湖的食物网结构发生了较大的变动,生态系统的营养交互关系不够复杂,成熟度和稳定性有所下降。千岛湖作为一个由水库发展而来的淡水水体,食物网关系本身就较为简单。因此,未来需要避免过多的人为干扰,并基于生态学原理更系统地进行修复工作。