基于SURF指数识别海州湾食物网的关键饵料生物

关键种(keystone species)在生态系统中发挥着不可替代的重要作用,对于群落结构的稳定与演替起着决定性的作用。基于2011年3—12月在海州湾及其邻近海域进行的渔业资源底拖网调查资料以及胃含物分析数据和参考历史文献数据,以物种间的摄食关系作为基础,采用SURF(Supportive Role to Fishery ecosystems)指数识别海州湾食物网中的关键饵料生物。在矩阵中分析每个物种作为饵料生物为捕食者提供的摄食比例及捕食者数量,计算每个物种的关键指标(SURFi)的值,结果表明前五位数值较高的物种是细鳌虾(Leptochela gracilis)、毛虾(Acetessp.)、疣背宽额虾(Latreutes planirostris)、日本鼓虾(Alpheus japonicus)和鳀鱼(Engraulis japonicus),它们是海州湾的关键饵料生物,在整个食物网中起到关键的控制作用,它们的数量波动会对海州湾其他物种产生直接或间接的影响。加强关键饵料生物的保护,对于维持海州湾生态系统的健康和稳定至关重要。     

海州湾5种关键饵料生物的主要捕食者及其捕食压力

为了解海州湾关键饵料生物在食物网中的被捕食压力及自然死亡率波动情况, 研究基于2011和2013—2020年在海州湾及其邻近海域进行的渔业资源底拖网调查资料和胃含物分析数据, 以物种间的营养联系为基础, 选择细螯虾(Leptochela gracilis)、日本鼓虾(Alpheus japonicus)、枪乌贼(Loligo sp.)、小黄鱼(Larimichthys polyactis)和口虾蛄(Oratosquilla oratoria)5种关键饵料生物为研究对象, 通过计算捕食压力指数(Predation pressure index, PPI), 分析它们在海州湾食物网中的主要捕食者及其捕食压力, 并计算了纳入捕食压力指数的自然死亡系数。结果表明, 细螯虾的捕食者对其年平均捕食压力指数最高, 小黄鱼的捕食者对其年平均捕食压力指数最低。小眼绿鳍鱼(Chelidonichthys kumu)对细螯虾和枪乌贼的年平均捕食压力指数最高, 分别为168.89和75.77; 鮸(Miichthys miiuy)对日本鼓虾和口虾蛄的年平均捕食压力指数最高, 分别为39.41和9.85; 海鳗(Muraenesox cinereus)对小黄鱼的年平均捕食压力指数最高, 为5.50。方差分析表明, 捕食压力指数的年间差异不显著(P>0.05), 但是在捕食者间存在显著差异(P<0.05)。自然死亡系数随着捕食压力指数的波动, 而产生相应的变化。研究表明, 海州湾5种关键饵料生物的捕食者存在种间营养生态位的分化, 有利于减少种间食物竞争, 增加生物群落和生态系统的稳定性。此外, 这些关键饵料生物是海州湾多种高营养级鱼类的食物来源, 在维持食物网能量流动和物质循环方面发挥着重要作用。     

海州湾及其邻近海域鱼类群落功能冗余的时空变化

为了深入探究海州湾及其邻近海域鱼类群落功能冗余,更好地理解群落稳定性,本研究基于2013—2023年该海域鱼类资源春、秋两季调查数据,应用功能冗余指数和相关性分析等方法研究了该海域鱼类群落功能冗余的时空变化及影响因素。结果表明: 该海域2013—2023年秋季功能冗余指数均值为9.39,春季为8.62,秋季的鱼类群落较春季稳定,其中,2015、2016、2018和2023年的功能冗余指数存在显著的季节差异,其余年份两季节间差异不显著。鱼类群落功能冗余指数呈现出一定的年际波动且该波动在秋季更为显著;在秋季,2021年的功能冗余指数最高,为10.36,2020年最低,为8.61;在春季,2022年最高,为9.64,2018年最低,为7.96。春季的功能冗余指数在大多年份呈现由北向南增加的趋势,且多在20 m以浅水域值较高,而秋季大多年份呈现由西南向东北方向降低的趋势。鱼类群落功能冗余的时空变化与鱼类生物量、种类数以及水温、盐度和水深等环境因素变化有关,功能冗余指数与鱼类生物量、种类数和水温大多呈正相关关系,而与盐度和水深呈负相关关系。     

基于Delta-GAMMs模型研究海州湾5种关键饵料生物被摄食的影响因素

海洋生态系统的营养动力学是决定渔业生产力的主要因素,也是实施基于生态系统的渔业管理的重要基础。为了评估生物因子和非生物因子对海州湾5种关键饵料生物被摄食的影响,本研究基于2011和2018年秋季在海州湾及其邻近海域进行的渔业资源底拖网调查和胃含物分析数据,构建了Delta-GAMMs模型,选择细螯虾、日本鼓虾、枪乌贼、小黄鱼和口虾蛄5种关键饵料生物作为研究对象,基于出现频率百分比和捕食压力指数筛选其主要捕食者,基于方差膨胀因子和全子集回归筛选影响5种关键饵料生物被摄食的关键因子。结果表明：5种关键饵料生物在捕食者食物中的出现频率范围为8.5%～42.2%,重量百分比范围为4.2%～40.9%。Delta-GAMMs二项模型和正态模型的平均偏差解释率分别为16.1%和23.8%。捕食者体长、捕食者种群密度和底层水温是影响饵料生物-捕食者相互作用的重要因素。其中,捕食者体长是最重要的影响因素,关键饵料生物的被摄食率和被摄食量均随捕食者体长的增加呈上升趋势,关键饵料生物的被摄食率和被摄食量随着捕食者种群密度的增加而下降。此外,底层水温、水深、纬度和底层盐度等环境因素对种间营养关系的影响,因饵...     

海州湾鱼类群落平均营养级和大型鱼类指数的变化特征

为探究近年来海州湾鱼类群落的变化特征,本研究根据2011年及2013-2017年春季(5月)和秋季(9-10月)在海州湾及其邻近海域进行的渔业资源底拖网调查,分析了海州湾鱼类群落平均营养级(MTL)和大型鱼类指数(LFI),对海州湾鱼类群落结构特征进行研究.结果表明:海州湾的优势鱼种主要有大泷六线鱼、方氏云鳚、尖海龙、小黄鱼、长蛇鲻等,且优势鱼种季节性变化明显.海州湾鱼类群落的平均营养级存在明显的年际和季节变化,总体上秋季的MTL高于春季,而且秋季MTL变化具有滞后性.LFI计算结果表明,近年来海州湾及其邻近海域大个体鱼类资源量有所减少,鱼类群落结构呈现出明显的小型化趋势.     

海州湾秋季小眼绿鳍鱼摄食习性的空间异质性

研究海州湾小眼绿鳍鱼摄食习性的空间异质性,对于海州湾食物网构建和资源保护具有重要意义。根据2011及2013-2016年秋季在海州湾海域进行的渔业资源底拖网调查数据,结合小眼绿鳍鱼（Chelidonichthys spinosus）的空间分布特征及其胃含物样品的分析结果,研究了海州湾小眼绿鳍鱼的摄食热点海域及其摄食习性的空间异质性。结果表明,小眼绿鳍鱼是海州湾秋季底层鱼类群落中的优势鱼种,且各年均主要分布在海州湾35 °N附近及以北海域。细螯虾（Leptochela gracilis）、戴氏赤虾（Metapenaeopsis dalei）和疣背宽额虾（Latreutes planirostris）是小眼绿鳍鱼最重要的三种饵料生物。研究发现,海州湾小眼绿鳍鱼的摄食热点海域主要集中在30 m等深线附近,且尚未呈现出明显的年间变化趋势。根据各站位小眼绿鳍鱼食物组成的相似性,将调查海域划分为两个区域,即近岸区和远岸区,近岸区小眼绿鳍鱼的体长和体重均显著小于远岸区（P < 0.05）,小眼绿鳍鱼在近岸区主要摄食细螯虾和疣背宽额虾,在远岸区则主要摄食戴氏赤虾。近岸区小眼绿鳍鱼的空胃率显著小于远岸区（P < 0.05）,条件指数显著大于远岸区（P < 0.05）,平均胃饱满指数大于远岸区,但尚未呈现出显著差异（P > 0.05）,表明海州湾秋季小眼绿鳍鱼的摄食习性存在明显的空间异质性。     

海州湾及邻近海域冬季鱼类群落结构及其与环境因子的关系

根据2011年冬季在海州湾及邻近海域进行的渔业资源底拖网和环境调查数据,应用物种多样性指数和多元分析等方法,对该海域鱼类种类组成、多样性和群落结构及其与环境因子的关系进行了研究.结果表明: 该海域冬季捕获鱼类共60种,隶属于10目34科51属,以暖温性和暖水性底层鱼类为主.站位间物种丰富度指数介于1.14～2.84,多样性指数介于1.08～2.64,均匀度指数介于0.41～0.83之间.经聚类分析和非度量多维标度(MDS)分析,该海域鱼类群落在空间上可分为站位组Ⅰ(35° N以北水域站位)、站位组Ⅱ(靠近湾顶的近岸水域站位)和站位组Ⅲ(35° N以南水域站位).鱼类群落种类组成在站位组间及两两间的比较均差异极显著(R=0.45～0.91).典范对应分析表明,底层水温、水深和表层盐度是影响海州湾及邻近海域冬季鱼类群落结构的主要环境因子.     

基于稳定同位素研究海州湾短吻红舌鳎的摄食生态

根据2018年春季和秋季在海州湾海域进行底拖网调查采集的样品,基于碳氮稳定同位素分析,对海州湾短吻红舌鳎的摄食生态进行研究.结果 表明:海州湾短吻红舌鳎的δ13C值平均值为(-17.79±1.00)‰,其范围在-20.75‰～-15.91‰;δ15N值平均值为(9.37±1.33)‰,其范围在5.98‰～ 12.02‰...     

基于胃含物和稳定同位素研究海州湾长蛇鲻的摄食习性

长蛇鲻(Sauridaelongate)为温水性近海底栖鱼类,是目前海州湾的优势鱼种之一,在海州湾食物网中占据重要地位.本研究基于海州湾底拖网调查采集的样品,结合胃含物分析和碳、氮稳定同位素技术,分析了长蛇鲻的摄食习性.结果表明:海州湾长蛇鲻摄食的主要饵料生物为戴氏赤虾、枪乌贼、长丝虾虎鱼、鳀、六丝钝尾虾虎鱼、细条天竺...     

海州湾近岸海域的微生物群落结构和抗生素抗性基因时空变化

【背景】近岸海域抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的污染和累积将直接影响海产品质量和安全,海州湾作为江苏省的四大渔场之一,是江苏渔业发展的主要载体,有多条大小河流注入,沿岸为重要农业区,对公众健康产生重大影响。【目的】对海州湾夏秋季的水样及沉积物展开微生物及ARGs检测。【方法】基于宏基因组测序技术开展海州湾夏秋两季近岸6个站点中水体和沉积物中ARGs种类和相对丰度以及微生物群落的组成研究。【结果】变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)是夏秋季度两种介质中最优势的门类,水样中优势的科级细菌为红细菌科(Rhodobacteraceae),沉积物样品中为脱硫杆菌科(Desulfobacteraceae);夏季水样中的ARGs相对丰度要明显高于秋季,但沉积物中不同季节的ARGs相对丰度未表现出明显的变化趋势;在水样中主要门级微生物群落的抗性机制主要是抗生素靶位替换和抗生素靶位保护,沉积物样品则以抗生素灭活机制为主,而主要科级微生物群落的抗性机制更加多样;冗余分析(redundancyanalysis...     

基于稳定同位素技术的海州湾海洋牧场食物网基础及营养结构的季节性变化

基于稳定同位素技术对2015年春季海州湾海洋牧场海域采集的中小型生物消费者,包括鱼类、虾类、蟹类、头足类、螺类和双壳类等与其潜在碳源样品进行分析,利用IsoSource模型计算该海域消费者碳源贡献率,并对2014年夏季生物学样品与2015年春季样品比较,分析食物网营养结构的季节性变化,根据稳定同位素测定结果绘制二维双标图,计算出6种营养结构的量化指标.结果表明: 2015年春季海州湾海洋牧场海域消费者的δ¹³C值范围为-18.9‰～-17.1‰,3种潜在碳源[浮游植物、悬浮颗粒有机物(POM)、沉积物(SOM)]的δ¹³C值范围为-18.1‰～-23.4‰,根据模型计算得出浮游植物对消费者的平均碳源贡献最大,为80.8%,其余依次为SOM和POM,分别为10.8%和8.4%.2014年夏季生物样品与2015年春季样品的δ¹³C值存在显著差异,而δ¹⁵N值无显著性差异;6种量化指标表明群落营养结构存在季节性差异, 2014年夏季的δ¹³C比值范围(CR)、总面积(TA)、平均最邻近距离(NND)和平均最邻近距离标准差(SDNND)均大于2015年春季,δ¹⁵N比值范围(NR)和平均离心距离(CD)无明显变化,夏季群落营养结构冗余度小于春季,且食源多样性水平高于春季,存在季节差异.     

海州湾人工鱼礁区和河口区食物网结构与功能的比较

近年来,在快速变化的近海环境和人类活动的共同影响下,渔业资源的管理和可持续利用对保护和恢复海洋生态系统越来越重要。基于2020-2021年的渔业资源数据构建了海州湾海域人工鱼礁生态系统（ARE）和河口生态系统（EE）的生态系统能量通道模型（Ecopath）,比较和分析了两个区域食物网结构与功能的差异性和相似性。结果显示,ARE的生物量流动直接或间接来自碎屑食物链。I-III营养级占生态系统总生物量流量的97.98%以上;EE的生物量流动来自于初级生产力食物链。I-III营养级占生态系统总生物量流动的99.88%以上。浮游生物是具有自下而上控制效应的重要结构功能类群,顶级捕食者则控制着两个生态系统的自上而下的效应。总体而言,EE的Finn循环指数（FCI）、Finn平均路径长度（FMPL）、连通性指数（CI）、系统杂食性指数（SOI）和优势度/容纳量（A/C）较高,比ARE更成熟,但ARE的自由度/容纳量（O/C）和多样性指数（H）较高,食物网结构更多样化、更稳定。研究认为,人工鱼礁建设的持续进行,将有助于增强渔业资源的养护并推动海州湾生态系统走向更加成熟、稳定和健康的状态。     

基于估计准度和调查费用的渔业资源调查采样设计优化

合理的调查采样设计及优化可以降低调查费用,确保调查数据的准确性,实现调查采样效益的最大化.本研究量化了调查费用,在考虑估计准确度基础上,将调查费用作为评价指标加入到采样设计优化中,应用计算机模拟重抽样方法和模拟退火算法进行航线规划.基于2013-2015年春、秋季海州湾渔业资源底拖网调查数据,使用克里金插值法模拟了该海...     

Composition of an avian guild in spatially structured habitats supports a competition-colonization trade-off

Assuming better colonization abilities of inferior competitors, the competition-colonization trade-off (CCTO) is one of the hypotheses that explains spatial variation of species composition in fragmented habitats. Whereas this mechanism may structure some plant and insect communities, ecologists have failed to document its operation in other natural systems, and its generality has been questioned. We combined fieldwork and published data to study the composition of a guild of passerines (Parus cristatus, Parus montanus, Parus ater and Regulus regulus) inhabiting 10 landscapes that differed in the amount of forest habitat. The species were ordered in a stable, well-defined competitive hierarchy, and the dispersal ability of each species was inversely correlated with its position in this hierarchy. In functionally continuous landscapes, superior competitors occupied most fragments and all guild members commonly occurred. The relative incidences of superior and inferior competitors were reversed, and differences amplified, in landscapes where patches were physically (distance) or functionally (matrix hardness) isolated. We found little support for two competing hypotheses, namely reduced habitat quality in isolated patches and lower abundance of a keystone predator (Glaucidium passerinum) in fragmented landscapes. We concluded that the CCTO offered the most probable explanation for variation in the composition of the Parus guild across landscapes.