基于Ecopath模型的莱州湾中国对虾增殖生态容量

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.本文根据2009-2010年的渔业资源与生态环境数据,构建了由26个功能群组成的莱州湾生态系统Ecopath模型,利用该模型分析了生态系统的总体特征、营养相互关系与关键种,计算了放流品种中国对虾的增殖生态容量.结果表明：系统的总初级生产量/总呼吸(TPP/TR)为1.53,总初级生产量/总生物量(TPP/B)为24.54,同时具有较低的循环指数(FCI=0.07)、较高的剩余生产量（434.41 t·km^-2·a^-1）和较低的系统连接指数(CI=0.29),该系统目前处于发育的早期阶段.中国对虾目前不是莱州湾生态系统的关键种,当前中国对虾的生物量为0.1143 t·km^-2,有较大的增殖潜力;当生物量增长25.8倍时,仍不会超过增殖生态容量2.9489 t·km^-2.     

黄河口邻近海域生态系统能量流动与三疣梭子蟹增殖容量估算

增殖放流是渔业资源养护的重要手段, 生态系统与放流种类能流格局的变化研究,是进行增殖容量评估的研究基础.根据2012和2013年黄河口邻近海域的资源调查数据,构建了黄河口邻近海域6、8、10月的Ecopath模型,比较分析了3个月份该海域生态系统能量流动的变化,初步评估了三疣梭子蟹的增殖容量.结果表明： 黄河口邻近海域生态系统的能量流动主要在营养级I～III之间进行,营养级IV以及以上的能量流动较小.6月第I营养级整合系统流动的比例最高,8月最低.第II营养级整合系统流动的比例8月最高,6月最低.三疣梭子蟹相对能量流动和绝对能量流动均是第III营养级最高,三疣梭子蟹的营养级3月平均为3.28.黄河口邻近海域生态系统有较高的剩余生产量,6月最高、8月最低,系统的总初级生产量/总呼吸(TPP/TR) 3个月份分别为5.49、2.47、3.01,总初级生产量/总生物量(TPP/B)分别为47.61、33.30、29.78,同时具有较低的循环指数(FCI：0.03～0.06),黄河口邻近海域生态系统处于脆弱的不稳定期.系统的能量转换效率为7.3%～11.5%;渔获物的平均营养级8月和10月有所下降,3个月份分别为3.23、2.97和2.82;总捕捞效率8月最高,6月最低.在黄河口邻近海域8月Ecopath模型基础上,初步评估三疣梭子蟹的增殖容量为1.5115 t·km^-2.     

厦门大嶝岛海域贝类的养殖容量

对厦门大嶝岛海域叶绿素a、初级生产力、浮游植物有机碳含量、潮下带、潮间带和吊养区非养殖滤食性动物生产量、养殖贝类的滤水率、有机碳含量和贝类含壳重与鲜组织重的比值等模型参数的调查测定和检测分析,采用营养动态模型和沿岸海域能流分析模型估算该海域贝类生态容量,进而扣除野生滤食性动物生产量,估算贝类养殖容量;同时应用方建光模型估算贝类的养殖容量;采用统计分析法估算贝类及其各养殖品种的适养殖面积,以控制该海域贝类的养殖量和对各种贝类养殖量进行优化配置.结果表明,3种模型估算的贝类养殖容量为35248～39990t(平均37488t),140008～158850×10⁴个(平均148903×10⁴个);适养面积2145hm²,其中牡蛎1900hm²、缢蛏81hm²、泥蚶20hm²、凸壳肌蛤144hm².2000年贝类及其各养殖品种的养殖面积已超过了估算的适宜养殖面积,应予以削减.     

长江口无脊椎动物群聚特征及其与环境因子的关系

长江口及其邻近海域是连接河流和海洋的重要枢纽,但对该海域生物多样性和相关生态过程,尤其是无脊椎动物群落的了解仍然较少.本研究根据2014年2月、5月、8月和11月4个航次长江口及其邻近海域渔业资源综合调查数据,探讨该海域无脊椎动物群落时空分布特征及其群聚结构变化与环境因子的关系.结果表明: 2014年长江口及其邻近海域4个航次渔业资源调查共采集无脊椎动物35种,隶属于3门10目20科,以甲壳动物(19种)和软体动物(13种)的物种数最为丰富,资源优势种包括葛氏长臂虾、脊腹褐虾、细点圆趾蟹、中国毛虾、三疣梭子蟹和双斑蟳.2014年长江口无脊椎动物丰度和生物量分别为4518.96 kN·km^-2和173.09 kg·km^-2,春季最高,秋季最低.春季和冬季无脊椎动物多样性最高,夏季最低.长江口无脊椎动物各季节群聚结构存在显著差异,冬季、夏季和秋季以南部和北部的差异为主,春季则以近岸和远岸的差异为主.温度和溶解氧驱动无脊椎动物群落季节的时间变异,初级生产水平和营养要素驱动群落季节内的空间变异.     

舟山近岸海域春秋季鱼类种类组成及其数量时空分布

根据2015 年11 月(秋季)、2016 年5 月(春季)在舟山近岸海域开展的渔业资源调查中所获得的鱼类资源资料, 对该海域鱼类的种类组成、数量分布、优势种变化及其影响因素等进行了研究。结果如下: 根据本次调查所获得的样品, 经分析共鉴定出鱼类种类81 种, 隶属于12 目39 科63 属; 春季和秋季鱼类重量密度分别为10.36 kg·km^-2 和98.01 kg·km^-2, 尾数密度分别为26.29×10³ ind·km^-2和33.30 ind·km^-2; 两个季节鱼类资源密度的平面分布特征呈相同规律, 都是东部外侧海域高于122.3°E 以西海域; 不同季节优势种种类不同, 春季的优势种为六丝钝尾虾虎鱼, 秋季优势种为龙头鱼, 均为小型低值鱼类; 鱼类春季和秋季总种类数变化较为稳定, 但种类数的季节变化较大, 春季以沿岸浅海附近种类较多, 秋季以调查海域东北部较多; 水深对鱼类资源密度及种类数分布影响明显; ABC 曲线显示, 舟山近岸海域的鱼类群落处于严重干扰的状态。与以往调查结果相比,舟山渔场鱼类种类组成、群落结构等都发生了较大的变化。     

祁连山青海云杉林生物量和碳储量空间分布特征

根据野外调查资料、祁连山地区青海云杉林相图和气象资料,在GIS技术的支持下估算了祁连山地区青海云杉林的生物量和碳储量及其空间分布.结果表明：2008年,研究区青海云杉林平均生物量为209.24 t·hm^-2,总生物量为3.4×10⁷ t;研究区水热条件的差异使青海云杉生物量在地理空间上存在较大的差异性;经度每增加1°,青海云杉生物量增加3.12t·hm^-2;纬度每增加1°,生物量减少3.8 t·hm^-2;海拔每升高100 m,生物量减少0.05 t·hm^-2;2008年,研究区青海云杉林碳密度在70.4～131.1 t·hm^-2,平均碳密度为109.8 t·hm^-2,幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林的平均碳密度分别为83.8、109.6、122、124.2和117.1 t·hm^-2,研究区青海云杉林总碳储量为1.8×10⁷ t.     

竺山湾湖泊缓冲带湿地生态系统EWE模型构建与分析

湖泊缓冲带在湖泊流域空间布局中具有特殊地位,缓冲带内的湿地对于保障流域生态健康和湖泊水环境质量具有十分重要的意义.本研究以太湖竺山湾湖泊缓冲带内的竺山湖湿地生态系统为研究对象,将生物组分划分为16个功能组,构建了生态通道(EWE)模型,并分析了生态系统的特征、状态以及功能组之间的相互关系.结果表明: 竺山湖湿地生态系统的有效营养级范围在1~3.72,营养流动主要发生在前4个营养级,开始于沉水植物和有机碎屑的食物链较多.湿地生态系统的总的能量转换效率为5.1%,并未达到“1/10定律”,说明当前的能量转换效率较低.物质流量在生态系统中的平均传输效率为4.3%.系统的总生产量为2496.66 t·km^-2·a^-1,总流量为10145.2 t·km^-2·a^-1.生态系统的多种特征参数表明当前生态系统处于幼态化阶段.     

杭州湾北岸大型围隔海域人工生态系统的能量流动和网络分析

根据2006年在杭州湾北岸大型围隔海域进行的生态调查数据,利用EwE软件构建围隔海域人工生态系统的能量流动模型.模型由13个功能组构成,分别是肉食性鱼类、底栖捕食鱼类、浮游动物性鱼类、草食性鱼类、蟹类、虾类、软体动物、底栖动物、肉食性浮游动物、植食性浮游动物、大型藻类、浮游植物和有机碎屑,每一组都代表在生态系统中具有相似地位的有机体,基本覆盖了该人工生态系统能量流动的主要过程.能量流动分析表明,围隔海域人工生态系统中能量流动主要以碎屑食物链途径为主,其中植食性浮游动物在能量从低级向高层次转换中起关键作用.人工生态系统的营养级范围为1.00～3.90级,系统的能量流动主要有6级,来自初级生产者的能流效率为9.4%,来自碎屑的转换效率为9.8%,平均能量转换效率为9.6%.经生态网络分析,直接来源于碎屑的比例占总流量的57%,而直接来源于初级生产者的比例为43%,生态系统特征参数:总初级生产计算量/总呼吸量(TPP/TR)、系统物质和能量循环率(FCI)和系统聚合度(A)值分别为2.672、0.25、0.315,表明围隔海域人工生态系统目前正处于发育时期.该研究为首次利用Ecopath模型分析大型围隔海域人工生态系统的结构和能量流动,旨在为富营养化近岸海域的生态修复提供理论依据.     

南岭小坑小红栲-荷木群落的地上生物量

采用皆伐法对南岭小坑800 m²小红栲 荷木次生群落(24 a)的生物量进行实测,并建立了生物量回归模型,分析群落地上部总生物量(AGB)在森林各层次、各树种及乔木层各器官中的分配规律.结果表明: 在亚热带次生常绿阔叶林,构建混合树种生物量模型的标准木数量最好在12株以上.基于伐倒实测265株阔叶乔木树木的群落混合阔叶树种地上生物量模型为:AGB=0.128D^2.372和AGB=242.331(D²H)^0.947,并且获得小红栲、荷木和萌条杉木单个树种的生物量模型.群落地上部总生物量为115.20 t·hm^-2,其中,乔木层和下木层分别为111.25和1.01 t·hm^-2,层间植物0.36 t·hm^-2,凋落物层2.58 t·hm^-2.小红栲和荷木分别占乔木层地上部总生物量的39.1%和28.7%.树干和枝叶生物量分别占乔木层地上部总生物量的81.0%和19.0%.     

珠江口附近海区甲壳类动物的区系特征及其分布状况

根据2006年8月（夏季）、2006年10月（秋季）、2006年12月（冬季）和2007年4月（春季）珠江口附近海区的底拖网调查资料,分析了该海域甲壳类动物的区系特征和分布状况.结果表明：本次调查共采获甲壳类动物54种,分隶于2目17科25属,其中,虾类22种、蟹类22种、虾蛄类10种;该海域甲壳类动物多数为热带 亚热带的暖水性种类,少数为广温性种类,未出现暖温性和冷温性种类;广盐性的种类最多,其次为高盐性种类,低盐性种类最少;大多数种类属于印度洋 西太平洋区系;调查海域的甲壳类动物种类与东海、菲律宾海、印度尼西亚海、日本海关系较密切,与黄海、渤海、朝鲜海关系较疏远.调查海域甲壳类动物的优势种为周氏新对虾、口虾蛄、武士蟳、红星梭子蟹、猛虾蛄、锈斑蟳、日本蟳、长叉口虾蛄、中华管鞭虾、三疣梭子蟹和逍遥馒头蟹.出现的种类数以秋季最多（33种）,春季最少（26种）.甲壳类资源密度在水深0～40 m水域较高,在水深10～20 m最密集.调查海域甲壳类动物的平均资源密度为99.60 kg·km^-2,以夏季最高（198.93 kg·km^-2）、春季最低（42.35 kg·km^-2）;组成甲壳类动物的3个类群中,蟹类的资源密度最高（41.81 kg·km^-2）,其次是虾类（38.91 kg·km^-2）,虾蛄类最低（18.88 kg·km^-2）;各类群资源密度存在明显的季节变化,虾类在夏季最高（120.32 kg·km^-2）、春季最低（0.67 kg·km^-2）,蟹类和虾蛄类则均在冬季最高（62.01和29.49 kg·km^-2）、秋季最低（24.64和6.30 kg·km^-2）.     

Evaluating Stocking Efficacy in an Ecosystem Undergoing Oligotrophication

Oligotrophication has negatively affected fisheries production in many freshwater ecosystems and could conceivably reduce the efficacy of stockings used to enhance fisheries. In Lake Michigan, offshore oligotrophication has occurred since the 1970s, owing to reductions in total phosphorus (TP) inputs and nearshore sequestration of TP by nonindigenous dreissenid mussels. We evaluated simultaneous effects of stock enhancement and oligotrophication on salmonine species (Chinook salmon Oncorhynchus tshawytscha, lake trout Salvelinus namaycush, and steelhead O. mykiss) that support valuable recreational fisheries. We employed a novel application of an Ecopath with Ecosim model by conducting a full factorial simulation experiment. Our design included multiple levels of salmonine stocking, consumption by invasive quagga mussels (Dreissena bugensis), and TP that were informed by manager interests. Under all levels of TP and quagga mussel consumption, our results showed that stock enhancement could still increase salmonine biomass, but positive responses were stronger for lake trout and steelhead than Chinook salmon. Simulations showed that quagga mussel consumption has deleterious effects on pelagic-oriented prey fishes and Chinook salmon, which feed almost exclusively on the pelagic-oriented alewife (Alosa pseudoharengus). In summary, results from our simulation experiment suggested that lake trout and steelhead are better suited to the current ecosystem than Chinook salmon, and therefore, stock enhancement provides the highest gains for these two species. Furthermore, simulated biomass of all recreational salmonine species increased with increasing TP, indicating the need for managers to consider how potential future oligotrophication will limit the carrying capacity of salmonine biomass in Lake Michigan.     

Preliminary investigation on the changes in trophic structure and energy flow in the Yangtze estuary and adjacent coastal ecosystem due to the Three Gorges Reservoir

Water projects in the Yangtze River basin, especially the Three Gorges Reservoir (TGR), have strongly affected the biological and ecological integrity of the Yangtze estuary and adjacent coastal ecosystems. The Ecopath with Ecosim model was applied to study trophic structure and energy flow after the impoundment of TGR based on field surveys in 2006. The model results showed that the trophic levels ranged from 1.000 to 4.058; and 44% of the energy flows originated from the detritus food chain, while 56% originated from the grazing food chain in the trophic transfer process; the transfer efficiency of the ecosystem was 10.0%, and TPP/TR (Total Primary Production/Total Respiration) was 1.899. Compared with model results in 2000 (before impoundment of TGR), the trophic structure of the ecosystem did not exhibit substantial changes; however, the mean trophic level and catch amount decreased remarkably after impoundment. The estuary and adjacent coastal ecosystems were found to be more sensitive to external perturbations after impoundment.     

互花米草入侵对黄河口潮沟形态特征和植物群落分布的影响

互花米草大规模入侵滨海湿地,对潮沟形态特征和植物群落的演变产生重大影响.本研究基于2008-2020年遥感影像,利用3S技术,结合回归分析与统计分析法,分析黄河口湿地互花米草入侵的演变特征,探究其对潮沟形态特征和植物群落分布的影响.结果 表明:2008年以来,黄河口互花米草面积增长迅速,增长速度为4.47 km2·a-...     

长江中游地区生态系统服务价值的地形梯度效应

采用长江中游地区1995、2005、2014年3期土地利用数据,基于修正后的长江中游地区生态系统服务价值系数表,估算各县域生态系统服务价值,并分析其时空变化特征及地形梯度效应.结果表明:长江中游地区生态系统服务价值在空间上总体呈山区高而平原低的分布格局,地形梯度分布特征明显.县域地形起伏度与生态系统服务价值呈现较为显著的对数关系,二者拟合优度为0.53;地均生态系统服务价值随地形起伏度上升而增加,2014年1~5级地形起伏度区从400.35万元·km^-2增至554.57万元·km^-2;研究期间随着地形起伏度增加,各级别内县域生态价值变化从下降型逐渐向稳定型转变.从不同生态系统服务价值看,受不同地形起伏度上土地利用结构改变及不同地类的主导生态系统服务差异的影响,随着地形起伏度的增加,食物生产、废物处理服务价值有所下降,其他生态系统服务(如原材料生产、气体调节等)的价值总体呈上升趋势.     

我国主要森林生态系统碳贮量和碳平衡

在广泛收集资料的基础上,估算了我国主要森林生态系统的碳贮量和碳平衡通量,分析了它们的区域特征。主要结果如下：1)我国森林生态系统的平均碳密度是258.83t·hm^-2,基本趋势是随纬度的增加而增加;其中植被的平均碳密度是57.07t·hm^-2,随纬度的增加而减小;土壤碳密度约是植被碳密度的3．4倍,其区域特点与植被碳密度呈相反趋势,随纬度升高而增加;凋落物层平均碳密度是8.21t·hm^-2,随水热因子的改善而减小。2)森林生态系统有机碳库包括植被、土壤和凋落物层3个部分,采用林业部调查规划设计院1989～1993年最新统计的我国森林资源清查资料,估算我国主要森林生态系统碳贮量为281.16×10⁸t,其中植被碳库、土壤碳库、凋落物层碳库分别为62.00×10⁸t、210.23×10⁸t、8.92×10⁸t。落叶阔叶林、暖性针叶林、常绿落叶阔叶林、云冷杉(Picea-Abies)林、落叶松(Larix)林占森林总碳贮量的87％,是我国森林主要的碳库。3)我国森林生态系统在与大气的气体交换中表现为碳汇,年通量为4.80×10⁸t·a^-1,基本规律是从热带向寒带,碳汇功能下降,这取决于系统碳收支的各个通量之间的动态平衡;阔叶林的固碳能力大于针叶林。我国森林生态系统可以吸收生物物质、化石燃料燃烧和人口呼吸释放总碳量(9.87×10⁸t·a^-1)的48.7％。     

气候变化和林火干扰对大兴安岭林区地上生物量影响的动态模拟

预测森林地上生物量对气候变化和林火干扰的响应是陆地生态系统碳循环研究的重要内容,气温、降水等因素的改变和气候变暖导致林火干扰强度的变化将会影响森林生态系统的碳库动态.东北森林作为我国森林的重要组成部分,对气候变化和林火干扰的响应逐渐显现.本文运用LANDIS PRO模型,模拟气候变化对大兴安岭森林地上生物量的影响,并比较分析了气候变暖对森林地上生物量的直接影响与通过林火干扰强度改变所产生的影响.结果表明: 未来气候变暖和火干扰增强情景下,森林地上生物量增加;当前气候条件和火干扰下,研究区森林地上生物量为(97.14±5.78) t·hm^-2;在B1F2预案下,森林地上生物量均值为(97.93±5.83) t·hm^-2;在A2F3预案下,景观水平第100～150和150～200年模拟时期内的森林地上生物量均值较高,分别为(100.02±3.76)和(110.56±4.08) t·hm^-2.与当前火干扰相比,CF2预案(当前火干扰增加30%)在一定时期使景观水平地上生物量增加(0.56±1.45) t·hm^-2,CF3预案(当前火干扰增加230%)在整个模拟阶段使地上生物量减少(7.39±1.79) t·hm^-2.针叶、阔叶树种对气候变暖的响应存在差异,兴安落叶松和白桦生物量随气候变暖表现为降低趋势,而樟子松、云杉和山杨的地上生物量则随气候变暖表现出不同程度的增加;气候变暖对针阔树种的直接影响具有时滞性,针叶树种响应时间比阔叶树种迟25～50年.研究区森林对高CO₂排放情景下气候变暖和高强度火干扰的共同作用较为敏感,未来将明显改变研究区森林生态系统的树种组成和结构.     

A food web analysis of the Río de la Plata estuary and adjacent shelf ecosystem: trophic structure,biomass flows,and the role of fisheries

This article performed a comprehensive assessment of the structure and functioning of the Río de la Plata estuary and adjacent shelf ecosystem, including the effect of fishing. A formerly implemented 37 trophic groups’ mass-balance model (Ecopath) was used to (1) evaluate the particular role of individual biotic components on the ecosystem; (2) characterize the ecosystem in terms of aquatic food web theory; and (3) assess the role of diverse fishing fleets on the ecosystem. Our results indicate a trophic structure and functioning common to other estuaries, where outstanding primary production exceeds consumption, and detritus accumulates in the system. Moreover, our analysis revealed an elevated total system throughput, herbivory outweighing detritivory, and an intermediate state in terms of ecosystem growth and development. Fisheries analyses showed widespread impacts produced by industrial bottom trawl fleets, and specific impacts produced by artisanal fisheries over several groups. Unexpectedly, the evaluation of the effects of fishing showed minor ecosystem consequences by the loss of secondary production and suggests exploitation rates at sustainable levels. This study sets up the basis for temporal ecosystem-level monitoring of the state of the Río de la Plata estuary and adjacent shelf ecosystem.