南海北部生态系统食物网结构、能量流动及系统特征

根据20072008年在南海北部(107°00'120°00'E、17°00'23°30'N)进行的海洋生态综合调查数据,应用Ecopath with Ecosim软件构建了南海北部生态系统的生态通道模型,并通过模型分析了南海北部海洋生态系统的食物网结构、能量流动和系统的总体特征,并简要总结过度捕捞生态系统的基本特征。结果表明,南海北部海洋生态系统以捕食食物链为主要能流通道,初级生产者是系统能量的主要来源。各功能群的营养级范围为13.99,哺乳动物占据了最高的营养层,平均渔获物营养级为2.93。利用生态网络分析,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12.6%,来自碎屑的转换效率为10.4%,平均能量转换效率为11.5%。系统连接指数(Connectance Index,CI)和系统杂食指数(System Omnivory Index,SOI)分别为0.290和0.239;Finn’s循环指数(Finn’scy cling index,FCI)和系统平均路径长度(Finn’s mean path length,MPL)分别为4.380和2.476;总初级生产力/总呼吸为2.596,综合研究表明当前南海北部海洋生态系统处于不成熟阶段。     

基于Ecopath模型的温州湾海域生态系统结构和功能分析

为探究温州湾生态系统整体结构,根据2019-2020年温州湾渔业资源调查结果,利用Ecopath with Ecosim 6.5软件构建了由21个功能组组成的生态系统能流通道模型,分析了该海域生态系统总体特征、营养结构和能量流动过程。结果表明：生态系统各功能组的营养级范围为1.000～4.372,带鱼(Trichiurus lepturus)营养级最高;系统总流量为10 874.67 t/(km²·a),系统净生产量为3 392.965 t/(km²·a);系统能量流动呈金字塔状分布,能量流量随着营养级的升高而降低,来源于初级生产者转化效率为15.20%,来源于有机碎屑的转化效率为16.03%,系统总能量转化效率为15.49%;系统总初级生产量/总呼吸量为3.636,系统连接指数为0.298,Finn’s循环指数为2.22%,Finn’s平均路径长度为2.324,杂食指数为0.167。温州湾生态系统处于不成熟状态,系统稳定性相对较低,建议加强对关键物种的保护,以期提高能量利用效率和保障生态系统结构完整性。     

多作稻田生态系统对稻纵卷叶螟及其天敌功能团的影响

为探明稻田与非稻田生境时空配置对稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis (Guenée)及其天敌功能团产生的生态学效应,分别于2007和2008年的中稻期,在福建省武夷山试验基地,采用室内观察法、田间剥查法和吸虫器法,系统调查了水稻多作系统和水稻单作系统内稻纵卷叶螟种群及其寄生蜂功能团和捕食性节肢动物个体数量的时序动态; 同时通过陷阱诱集法,调查了多作和单作稻田生境边界地表捕食性节肢动物（蜘蛛和昆虫）个体数量的时序动态,以及多作系统中,捕食性节肢动物在稻田和非稻田生境间的迁移动态。 结果表明：与辣椒、生姜、玉米和花生等镶嵌种植的稻田,其稻纵卷叶螟幼虫及其寄生蜂功能团个体数量较单一稻田差异不大,而捕食性节肢动物则明显少于单作稻田,但多作稻田边界较单作稻田边界有更多的捕食性节肢动物个体数量（2007年：多作稻田边界1984~2294个体,单作稻田边界1479个体;2008年：多作稻田边界3 417~4 178个体,单作稻田边界2 423个体）。 究其原因,主要由于多作系统中捕食性节肢动物更偏好从稻田向非稻田生境迁移,其中捕食性昆虫效应更明显。     

基于Ecopath模型的太湖生态系统结构与功能分析

根据2008—2009年太湖湖区水生生物调查的结果及主要水生动物摄食生态学已发表资料,应用Ecopath with Ecosim 6.1软件构建了太湖生态系统的食物网模型,初步分析了太湖生态系统功能与结构特征.模型由初级生产者、主要鱼类及无脊椎动物和有机碎屑等20个功能组组成.结果表明： 太湖生态系统的能流主要分布在4个营养级上,顶级捕食者鲌鱼营养级最高.食物网存在两条主要的营养传递途径,即碎屑食物链和牧食食物链,且碎屑食物链占比较大;营养级I的利用效率低下,大量初级生产力未能流入更高的营养层次,造成生态系统下层的营养流动“阻塞”.对系统总体特征分析发现,反映系统成熟度的指标,包括较高的净初级生产力(NPP)和净初级生产力/呼吸(NPP/R),以及较低的连接指数(CI)、系统杂食指数(SOI)和Finn循环指数(FCI)等,都揭示了太湖“幼态化”的生态系统现状;混合营养分析和关键种筛选结果显示,高强度的渔业捕捞活动对系统负影响显著,而顶级捕食者的下行效应显著下降.
     

稻蟹共作对田间生态环境与水稻生长的影响研究进展

稻蟹共作模式是我国较成熟的稻田综合种养模式。由于"蟹"的加入,稻蟹共作带来较高经济价值的同时,对田间生态环境和水稻生长也带来显著影响,但对其影响结果及原因缺少系统总结与分析。基于此,本文结合近年国内外稻蟹共作相关研究,总结了稻蟹共作对田间气体排放、养分循环及生态效益的影响,进一步探讨稻蟹共作对水稻品种选择、田间水肥管理及水稻产量品质的影响。提出未来研究应更关注整体生态环境效应,研究方法应加强大范围田间实验与小规模模拟实验结合,研究内容应加强机理研究,深入稻蟹共作整体效应,研究周期应加强长期定位研究,研究方向应关注协同、优质、高效等问题。以期深入了解稻蟹共作对田间生态环境及水稻生长的影响,进而为稻蟹共作理论创新与技术突破提供理论支撑。     

稻渔综合种养的科学范式

21世纪是渔业的世纪。中国和世界水产业历经数十年的发展为人类应对食品危机做出了巨大贡献。然而,我国传统的水产业对产量的片面追求导致养殖环境日趋恶化,养殖生态系统不断退化,养殖业的可持续发展受到限制。传统稻田其氮素的流失亦是导致农业面源污染的主要原因之一。我国当前的环境问题源于复合生态系统演化进程的缺陷,解决当前的环境问题,必须从优化复合生态系统演化进程着眼。采用优化的生态循环水产养殖模式,如综合水产养殖则可以大大提高氮、磷等养分物质的利用率。稻渔综合种养是一种科学的复合生态模式,可以概括为三种模式,一种是在我国传统稻田养鱼的基础上,逐步发展起来的一种稻渔共生模式,可采取稻鱼、稻蟹、稻虾等多种共作形式;二是稻田作为湿地用于处理水产养殖尾水的模式,属于异位处理形式;三是将稻渔共生和水产养殖相耦合的模式,尤其是与多种水产养殖形式结合或与复合水产养殖系统相结合,甚至是与农牧系统相结合。这第三种稻渔共作模式又称为陆基生态渔场,具有高产、高品质、高生态可持续性等特点,应加强对该创新养殖模式中有机碳、氮、磷等营养收支平衡和循环利用的相关机制以及复合生态系统对外源营养输入的整体响应机制开展研究。概括而...     

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.     

农田景观和管理方式对稻田系统植物多样性的复合影响

农田生物多样性对于维持农田生态系统服务功能和农业可持续发展具有重要意义.为揭示农田景观特征和管理方式对农田生态系统植物群落和物种多样性的影响,以有机稻田(ON)、常规化防稻田(天然林脚下,CN)、常规化防稻田(距天然林>10km,CF)系统为研究对象,调查了田内、田埂和沟渠生境的植物物种组成和多样性特征,并对三种类型稻...     

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。     

略论稻田养鱼与农田生态

稻田养鱼能够挖掘稻田生态系统的生产潜力 ,既提高稻谷产量又增加淡水鱼产量 ,又为发展养鱼提供大量优质鱼种。稻鱼群落能够产生单一种稻所不能有的经济、生态和社会诸方面的综合效益 ,稻田养鱼为合理地利用土地资源提供了一种特殊的、最佳的生态模式。1　稻田养鱼在农田生态系统中的作用农田的水、土、光、热和气等非生物因素和动物、植物、微生物等生物因素密切地相互关联、相互依存、相互制约 ,形成一个在功能上统一的系统 ,即农田生态系统。在这个系统内 ,生物群落同其生活环境进行着能量、物质转化和循环。稻田是一个典型的人工生态系…     

不同稻蟹生产模式对土壤活性有机碳和酶活性的影响

采取田间定位试验与室内分析相结合的方法,研究了有机稻蟹、常规稻蟹与单作水稻生产模式对土壤活性有机碳和酶活性的影响。结果表明,与单作水稻模式相比,有机稻蟹模式下的土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、中活性有机碳(MLOC)、高活性有机碳(HLOC)含量及碳库管理指数(CMI)均显著或者极显著提高,且有机肥用量越大,效果越显著;有机稻蟹模式显著提高了土壤过氧化氢酶、脲酶、转化酶及碱性磷酸酶活性,与2009年相比,2010年中量有机肥稻蟹模式(M3)的LOC和MLOC含量增幅最高,分别达10.11%和5.14%;低量有机肥稻蟹模式(M4)的脲酶和碱性磷酸酶活性增幅最为明显,分别达80.25%和46.62%;常规稻蟹模式各指标的变化也有其类似的规律,但均明显低于有机稻蟹模式。相关分析表明,TOC、LOC、MLOC与4种土壤酶活性呈显著或者极显著正相关,相关系数最低为0.584*(P<0.05),最高可达0.940**(P<0.01)。因此,有机稻蟹生产模式不仅能显著提高土壤有机质的数量和质量,而且能增加土壤酶活性,提高土壤肥力。     

基于稳定同位素的黄河三角洲盐碱地稻蟹种养系统中华绒螯蟹食物源分析

为探讨盐碱地稻蟹种养系统中华绒螯蟹食物源构成,2020年6—10月,在山东东营垦利区,采集稻田中华绒螯蟹及其所有可能食物来源样品,包括植物(伊乐藻、菹草、金鱼藻、浮萍、水稻茎叶、稻谷)、动物(底栖动物、浮游动物)、有机碎屑和人工饲料(配合饲料、玉米粕),并利用碳、氮稳定同位素(δ¹³C和δ¹⁵N)值进行分析,定量其在中华绒螯蟹食物组成中的贡献率。结果表明: 食物源样品δ¹³C值范围为-30.09‰～-11.24‰,δ¹⁵N值范围为0.03‰～12.78‰,不同食物源δ¹³C和δ¹⁵N值呈现明显差异。中华绒螯蟹肌肉中δ¹³C值变化范围为-24.61‰～-20.08‰,δ¹⁵N值变化范围为4.74‰～9.21‰,表明稻蟹种养系统中华绒螯蟹食物来源较丰富。养殖期间各食源贡献率为植物(46.7%～57.1%)>动物(21.5%～24.5%)>人工饲料(10.9%～21.3%)>有机碎屑(7.1%～7.9%)。可见,盐碱地稻田系统天然饵料基本能够满足中华绒螯蟹摄食需求,即使本试验投喂非动物性人工饵料,也未改变中华绒螯蟹主要食源贡献率。     

广州新垦红树林湿地鸟类多样性与生境分析

2005-2006年的1月、4月、7月和10月,利用样带法对广州市新垦红树林湿地和周边农田进行鸟类物种多样性研究。利用Shannon-Wiener指数分析了生境类型的鸟类群落种数、数量、物种多样性、均匀性指数等特征。结果表明,新垦红树林湿地1月鸟类种数高于周边农田湿地2倍,鸟类群落个体数量高于农田湿地9倍;红树林湿地4月和7月鸟类种数高于周边农田湿地1．5倍,鸟类群落个体数量高于农田湿地4倍;红树林湿地10月鸟类种数高于周边农田湿地1．5倍,鸟类群落个体数量高于农田湿地6．8倍;新垦红树林湿地和周边农田湿地鸟类物种多样性表现出明显的季节性变化。     

Effects of monoculture and polyculture practices in oil palm smallholdings on tropical farmland birds

Industrial oil palm expansion has led to dramatic landscape changes that have negatively affected forest biodiversity in the tropics. In contrast to large-scale plantations, oil palm smallholdings may support greater levels of biodiversity through the implementation of multi-cropping system or polyculture. We examined bird species richness, together with community structure, conservation status, and feeding guild of existing smallholdings in Peninsular Malaysia. Based on point transect sampling, we sampled birds in 100 smallholdings that practiced either monoculture or polyculture farming. Our results revealed that bird species richness was significantly greater in monoculture smallholdings than in polyculture smallholdings, but the opposite was true for bird abundance. Non-forest birds constituted the major species of bird communities in oil palm smallholdings. However, we found that the abundances of insectivores and frugivores were greater in polyculture smallholdings than in monoculture smallholdings. In the monoculture models, predictor variables explained 11.31–19.98% of the variation in bird species richness. When polyculture was being practiced, bird species richness increased significantly with the height of ground vegetation cover, distance to major roads, and distance to rice fields. In the polyculture models, predictor variables accounted for 11.71–24.85% of the variation in bird species richness. We also found that bird species richness increased significantly with height of ground vegetation, but it decreased with ground vegetation cover and distance to rivers. The evidence from this study suggests that monoculture and polyculture farming were able to maintain farmland biodiversity in smallholdings, at least for birds, but differed in richness, population, and feeding guild.     

Resource availability and ecosystem size predict food-chain length in pond ecosystems

Food-chain length (FCL) in ecosystems has been studied extensively, and numerous hypotheses to predict FCL, productivity, ecosystem size, and productive space have been proposed. For example, the productivity hypothesis suggests that resource availability limits FCL, whereas the productive-space hypothesis predicts that per-unit-size resource availability and ecosystem size equally limit FCL. However, previous studies have only measured total productivity to test FCL and have never tested the impact of resource availability within a system on FCL. Therefore, we estimated FCL in 15 ponds using stable isotope techniques to test the most common hypotheses for predicting FCL. We also measured total productivity, pond volume (ecosystem size), and edible microalgal carbon (resource availability) in each pond. We found that productive-space (edible carbon+pond volume) was the best model to predict FCL, and FCL was significantly correlated with edible carbon and pond volume. However, factors such as total productivity did not directly predict FCL of the ponds. Therefore, our results suggest that both resource availability and ecosystem size predict FCL in pond ecosystems and play significant roles in maintaining longer FCLs. Furthermore, the productive-space hypothesis appears to be particularly important for determining the FCL of ponds.     

不同稻作方式对稻田杂草群落的影响

运用半试验与调查相结合的方法,以贵州省从江县传统农业区的糯稻和杂交稻为例,研究了在水稻单作（R）、稻-鱼（R-F）和稻-鱼-鸭（R-F-D）3种不同稻作方式下稻田杂草群落的特征.结果表明：糯稻在3种稻作方式下的抑制杂草能力均优于杂交稻;R-F-D显著降低了田间杂草的发生密度,对鸭舌草、节节菜等的抑制效果达到100%,总体抑制杂草效果显著优于其他稻作方式,杂草的物种丰富度及Shannon多样性指数显著降低,Pielou均匀度指数提高,表明群落物种组成发生了很大的改变,降低了原来优势杂草的发生, 是一种较好的可达到抑制杂草效果的稻作方式.     

Rice–fish culture: an option for smallholder Sawah rice farmers of the West African lowlands

The introduction of Asian-based Sawah¹ farming system through an ecotechnology approach has opened a new frontier for diversification of the rice-based cropping system in West Africa. On-farm rice–fish culture experiments were conducted at Biemso under irrigated Sawah and Nobewam irrigation project sites in Ashanti region, Ghana, during the main cropping season of 2000. The objectives of the study were to evaluate the effect of fish on performance of rice and to assess relative economics of concurrent rice–fish culture and rice monoculture under lowland. The results indicated that the presence of fish did not significantly depress the yield of rice. The size of the fish increased from an initial weight of 25–80 g at Nobewam and to 90 g at Biemso site during the culture period of 100 and 120 days, respectively. The net return from the rice–fish culture ranged from US$ 1106.90 to 1233.80 whilst that of rice monoculture ranged from US$ 1046.40 to 11108.60. Percentage increase in revenue from the rice–fish system over the rice monoculture ranged between 5 and 11%. These results suggest that rice–fish integration could be a viable option for diversification for smallholder rice farmers in lowlands with soil and water conservation structures and reliable source of water for irrigation.     

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.     

鸭稻共作生态农业模式的功能与效益分析

对鸭稻共作生态农业模式的结构、功能和效益进行了综合分析。结果表明,鸭子和水稻可以较好地全天候地同生共长在稻田生态系统中,平均每公顷大约300-375只鸭子。利用鸭子的野性和杂食性在一定程度上可防除病、虫、草害,提高土壤肥力,因而可代替人耕耙田、施肥、施药等,避免了农药和化肥的大量投入;鸭群的活动可刺激和促进水稻的生长发育。利用这种模式可以生产出有机食品或绿色稻米,其经济效益比常规稻作高。鸭稻共作系统的每公顷净收入比常规稻作系统要高出808.5元。若按绿色食品价格高出同类商品市场价格的20%计算,则鸭稻共作系统每公顷比常规稻作系统大约多增加2000元左右的收入。这种模式的推广应用可产生良好的生态-经济-社会效益。