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基于生态通道模型的长江口水域生态系统结构与能量流动分析

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生态学报 2016年第15期36卷 4907-4918页

作者：韩瑞陈求稳王丽汤新武沈新强中国科学院生态环境研究中心北京100085 南京水利科学院南京225600 三峡大学宜昌443002 中国水产科学研究院东海水产研究所上海200091

利用Ecopath with Ecosim在前期研究的基础上构建了3个时期(2000年秋、2006年秋、2012年秋)长江口水域生态系统的生态通道模型,分析对比了三峡工程蓄水前中后期,长江口水域生态系统结构与能量流动特征。模型将长江口水域生态系统划分为... 详细信息

利用Ecopath with Ecosim在前期研究的基础上构建了3个时期(2000年秋、2006年秋、2012年秋)长江口水域生态系统的生态通道模型,分析对比了三峡工程蓄水前中后期,长江口水域生态系统结构与能量流动特征。模型将长江口水域生态系统划分为鱼类、虾类、蟹类、头足类、底栖动物、浮游动物、浮游植物、碎屑等17个功能组,基本覆盖了长江口生态系统能量流动的主要途径。模型结果分析表明:蓄水前中后期,长江口水域生态系统各功能组营养级组成和分布相近,但由于长江口渔业过度捕捞,蓄水中后期多数功能组的生态营养转换率被动提高。长江口渔获物的组成未发生明显变化,但渔获物的平均营养级降低,渔获量减少。蓄水中后期,生态系统中牧食食物链的重要性增加,碎屑食物链的重要性降低,这与蓄水之后长江入海径流改变、泥沙量减少、陆源污染增加关系密切。结果表明,蓄水前中后期,生态系统均处于不成熟阶段,蓄水后生态系统总生物量、初级生产量及流向碎屑的能量呈降低趋势,但系统的净效率和再循环率升高。

关键词：生态通道模型长江口水域生态系统结构能量流动

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北部湾生态通道模型和保护区效应的模拟

中山大学学报（自然科学版） 2009年第4期48卷 89-94页

作者：陈作志徐姗楠林昭进黄梓荣钟智辉中国水产科学研究院南海水产研究所广东广州510300 中山大学环境科学与工程学院广东广州510275

作为一种有效的养护海洋资源和生态系统的工具,海洋保护区正逐步得到世界各国的普遍认同。在20世纪90年代EwE模型的基础上,以20 a为周期,利用空间化模块Ecospace模拟了不同的管理情景(禁渔、伏季休渔、共同渔区、<30 m沿岸水域)对北部... 详细信息

作为一种有效的养护海洋资源和生态系统的工具,海洋保护区正逐步得到世界各国的普遍认同。在20世纪90年代EwE模型的基础上,以20 a为周期,利用空间化模块Ecospace模拟了不同的管理情景(禁渔、伏季休渔、共同渔区、生态系统功能组的生物量和渔获量的影响。结果表明,缺乏管理和渔民合作的禁渔制度和伏季休渔制度对资源的养护作用不显著,大型鱼类和真鲨类等高营养级生物量继续衰退。在北部湾沿岸和中南部海域设立大型的非渔业活动区都可有效地降低捕捞强度和恢复渔业资源,提高渔获质量。研究结果表明,海洋保护区对栖息地养护和渔业管理上有重要作用。从北部湾渔业管理的角度来看,将30 m等深线内的沿岸水域划为非渔业保护区更有利于生态系统的养护和渔业资源的恢复。

关键词：生态通道模型海洋保护区北部湾保护区设计

基于生态通道模型的鲥鯸淀生态系统营养结构和能量流动研究

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中国水产科学 2021年第6期28卷 762-772页

作者：齐延凯陈曦郭楠楠裘丽萍孟顺龙陈家长中国水产科学研究院淡水渔业研究中心农业农村部长江下游渔业资源环境科学观测实验站中国水产科学研究院内陆渔业生态环境和资源重点开放实验室

利用Ecopath with Ecosim(EWE)模拟生态系统能量通道模型,比较分析了鲥鯸淀生态修复区和对照区的生态系统结构、食物网变化和能量流动特征。结果表明,生态修复区同种鱼类营养级略低于对照区;修复区牧食链与腐食链增加了鲇、鳜以及团头... 详细信息

利用Ecopath with Ecosim(EWE)模拟生态系统能量通道模型,比较分析了鲥鯸淀生态修复区和对照区的生态系统结构、食物网变化和能量流动特征。结果表明,生态修复区同种鱼类营养级略低于对照区;修复区牧食链与腐食链增加了鲇、鳜以及团头鲂、草鱼,相比对照区更为复杂。生态修复区各营养级之间能量的转换效率(Ⅱ～Ⅱ依次为0.0521、0.0205、0.0144)高于对照区(Ⅱ～Ⅱ依次为0.0406、0.0138、0.00854),且总能量转换效率(2.5%)也高于后者(1.7%)。生态修复区连接系数(0.22)略低于对照区(0.27),但系统杂食性指数则相反(0.15>0.14);生态修复区Finn’s循环指数(0.61)、Finn’s平均路径长度(0.08)低于对照区(分别为1.73、2.20)。两区域生态系统的总体特征表明,生态修复区食物网结构更为复杂,能量传递效率有所提高;但生态系统的营养流经食物链的长度缩短了,物质再循环的比例有所下降。同时,生态修复区存在生产量大于呼吸量的情况,鲥鯸淀区域应该适当放流肉食性、草食性鱼类,定期捕捞滤食性鱼类,增加生态系统的能量流动,促进生态系统的良性发展。

关键词：鲥鯸淀生态通道模型营养结构能量流动大水面生态渔业

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北部湾生态通道模型的构建

应用生态学报 2006年第6期17卷 1107-1111页

作者：陈作志邱永松贾晓平中国水产科学研究院南海水产研究所农业部海洋渔业资源可持续利用重点实验室青岛266071 上海水产大学海洋学院上海200090 农业部海洋渔业资源可持续利用重点实验室

根据1997年～1999年在北部湾进行的渔业资源和生态环境调查数据,利用EwE软件构建北部湾生态系统的营养通道模型,模型由16个功能组构成,包括了哺乳动物和海鸟,每一组都代表在生态系统中具有相似地位的有机体,基本覆盖了北部湾生态系统能... 详细信息

根据1997年～1999年在北部湾进行的渔业资源和生态环境调查数据,利用EwE软件构建北部湾生态系统的营养通道模型,模型由16个功能组构成,包括了哺乳动物和海鸟,每一组都代表在生态系统中具有相似地位的有机体,基本覆盖了北部湾生态系统能量流动的主要过程.模型分析表明,北部湾生态系统的能量流动主要以捕食食物链途径为主,其中无脊椎动物在能量从低级向高层次转换中起关键作用.各功能组的营养级范围为1.00～4.04,哺乳动物占据了最高营养层.生态网络分析表明,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12.2%,来自碎屑的转换效率为12.3%,平均能量转换效率为12.2%.模型估算的可利用的生物量密度为8.7 t·km^-2,生态系统的生物生产量只占系统净初级生产力的1.81%.当前北部湾海洋生态系统处于不稳定状态.

关键词：生态通道模型北部湾生态系统生态网络分析系统成熟度

基于生态通道模型的长江口及邻近海域生态系统能流动态分析

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海洋科学 2018年第5期42卷 54-67页

作者：王远超梁翠线薇微张效嘉中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室山东青岛266071 中国科学院大学北京100049 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266071

本文根据2004年长江口及其邻近海域生态调查数据,运用生态通道模型(Ecopath模型)构建生态系统能流网络,分析本区域生态系统营养结构及功能,并与1985—1986年研究数据进行对比,解析两个时期生态系统营养结构与功能的差异。研究结果显示,2... 详细信息

本文根据2004年长江口及其邻近海域生态调查数据,运用生态通道模型(Ecopath模型)构建生态系统能流网络,分析本区域生态系统营养结构及功能,并与1985—1986年研究数据进行对比,解析两个时期生态系统营养结构与功能的差异。研究结果显示,2004年长江口及其邻近海域生态系统营养级范围为1～4.34,相较于1985—1986年研究结果,底层无脊椎动物食性鱼类和头足类的营养级变动较大。牧食食物链占据主导地位,浮游植物在浮游动物和水母的能量来源中所占比例均在60%以上;碎屑食物链所占能流比为44%。系统总能流为6342.081 t·km–2·a–1。渔获物平均营养级下降,生态营养效率平均值较高,但是碎屑和浮游植物的生态营养效率却明显下降,碎屑趋于累积。生态系统统计量整体显示,长江口及邻近海域生态系统成熟度降低。

关键词：长江口生态通道模型能流网络生态系统成熟度动态分析

基于稳定同位素分析与生态通道模型的西南黄海生态系统结构和能量流动分析

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基于稳定同位素分析与生态通道模型的西南黄海生态系统结构和能量...

作者：王玮南京大学

学位级别：硕士

本研究以西南黄海生态系统为研究对象,分析了自1985年以来的江苏省近海海洋捕捞量,并分别基于稳定同位素分析和生态通道模型方法来研究生态系统营养结构,并交叉验证两种方法的可行性。其中,长时期近海海洋捕捞数据分析可以为生态系统关... 详细信息

本研究以西南黄海生态系统为研究对象,分析了自1985年以来的江苏省近海海洋捕捞量,并分别基于稳定同位素分析和生态通道模型方法来研究生态系统营养结构,并交叉验证两种方法的可行性。其中,长时期近海海洋捕捞数据分析可以为生态系统关键种群的变化提供基础信息。在此基础上,通过构建两个不同时期(2000、2008年)的西南黄海生态通道模型,在基本覆盖研究区生态系统结构和能量流动过程的前提下,对其进行生态网络分析,获得主要结论如下:①2000年西南黄海生态系统的24个功能群营养级范围为1.000～3.976;2008年西南黄海生态系统的20个功能群营养级范围为1.000～4.509。两个时期的西南黄海生态系统中高、中、低营养级均有功能群分布,系统营养级结构较为完整。2000年西南黄海生态系统整合营养级Ⅰ、Ⅱ分别占流向碎屑总量的71.87%和25.40%:2008年西南黄海生态系统整合营养级Ⅰ、Ⅱ分别占流向碎屑总量的81.22%和16.28%,说明系统对营养级Ⅰ的能量利用减弱,而对营养级Ⅱ的利用增强,对营养级Ⅲ及以上的中高营养级部分利用充分,能量传递受阻现象在系统低营养级Ⅰ、Ⅱ之间应该存在。2000年和2008年西南黄海生态系统的整体能流分布均呈现典型的金字塔型,即低营养级值大,越往顶级越小,碎屑和初级生产者(浮游植物)组成的低营养级是系统能量的主要来源,可见应适当增加高营养级在系统中的所占比例,使生态系统能更成熟稳定。②2000年西南黄海生态系统的系统总转化效率为9.101%,低于林德曼的1/10转化效率,营养级Ⅰ→Ⅱ、Ⅱ→Ⅲ间的能量转化效率也低于林德曼的1/10转化效率;2008年西南黄海生态系统的系统总转化效率为13.22%,各营养级间的能量转化效率均高于林德曼的1/10转化效率。两个时期的西南黄海生态系统低营养级间均普遍低于高营养级间的转化效率,表明西南黄海生态系统低营养级Ⅰ、Ⅱ的能量存在较多剩余,未能得到充分利用。③2000年西南黄海生态系统总初级生产量/总呼吸量值为1.979,总初级生产量/总生物量值为44.964;2008年西南黄海生态系统总初级生产量/总呼吸量值为2.541,总初级生产量/总生物量值为50.326。2008年西南黄海生态系统相较于2000年生态系统脆弱性增加,但两者均处于较低成熟度水平。与其他相似生态系统参数的比较表明,西南黄海生态系统各功能群的联系相对紧密,食物网结构相对复杂,但仍处于脆弱的不稳定、不成熟阶段。④基于西南黄海生物样实验数据和前人相关研究数据的16个功能群共56种海洋生物的碳氮稳定同位素数据分析,与生态通道模型方法对营养级的估算相比,生态通道模型估计的营养级在低营养级功能群略高于稳定同位素推算值,在高营养级功能群略低于稳定同位素推算值。生态通道模型估算出的生态系统功能群营养级与生物样品的稳定同位素δ15N值估算的营养级呈现高度正相关,2008年西南黄海生态系统生态通道模型相比于2000年功能群营养级与稳定同位素分析功能群营养级的线性相关性更高,符合时效性原则。表明生态通道模型和稳定同位素分析方法都可以通过交叉验证来确定食物网的营养水平。这也证明了本研究中生态通道Ecopath模型中所使用的各生物功能群的食物组成信息相对比较准确,本研究中生态系统的稳定同位素数据可以用于未来其他类似的生态系统模拟。⑤1985-2017年间江苏省近海海洋捕捞量变化:以1997年和2003年为界,江苏省近海海洋捕捞总产量呈现明显的先增后减趋势。鱼类是江苏省海洋捕捞的主体,其在1985-2017年间的海洋捕捞产量的变化趋势与总产量相关性很强,呈现明显的先增后减趋势。虾蟹类的海洋捕捞年产量整体呈现稳定增长趋势。综合所有经济捕捞种来看,除虾蟹类个别品种以外,自2010年开始,其年海洋捕捞产量都相继稳定在某一个范围波动,海洋捕捞产量的年际变化相较于之前幅度很小。这说明在33年间,人类活动对江苏近海海洋生态系统的影响一直在持续,并在某种程度上可能影响或改变了其生态系统的生物组成。

关键词：生态通道模型稳定同位素分析营养结构西南黄海

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渤海生态通道模型初探(英文)

应用生态学报 2000年第3期11卷 435-440页

作者：仝龄唐启升 DanielPauly 中国水产科学研究院黄海水产研究所青岛266071 加拿大卑诗大学渔业研究中心

生态通道模式 (EcopathModel)是一种较为方便地研究生态系统结构 ,特别是水域生态系统结构的工具 .它根据能量平衡原理 ,用线性齐次方程组描述生态系统中的生物组成和能量在各生物组成之间的流动过程 ,定量某些生态学参数 ,如生物量、... 详细信息

生态通道模式 (EcopathModel)是一种较为方便地研究生态系统结构 ,特别是水域生态系统结构的工具 .它根据能量平衡原理 ,用线性齐次方程组描述生态系统中的生物组成和能量在各生物组成之间的流动过程 ,定量某些生态学参数 ,如生物量、生产量 /生物量、消耗量 /生物量、营养级和生态营养效率 (EE ,EcotrophicEfficiency)等 .它能够给出能量在生态通道上的流动量 ,便于对生态系统的特征和变化作深入的研究 .本文主要根据 1982～ 1983年渤海生态系统综合调查的渔业资源基础数据 ,建立了渤海生态系统初步生态通道模型 .根据食性关系特点 ,渤海生态系统Ecopath模型由 13个功能组 (Box)构成 .它们是小型浮游动物、大型浮游动物、小型软体动物、大型软体动物、小型甲壳类、大型甲壳类、草食性鱼类、小型中上层鱼类、底层鱼类、底栖鱼类、中上层顶级捕食鱼类、浮游植物和有机碎屑 .功能组的划分 ,基本上可以覆盖渤海生态系统中生物能量的主要流动过程 .模型采用每平方公里吨 /年为主要参数单位 ,大部分功能组的生产量与生物量比值 (P/B)和消耗量与生物量比值 (Q/B)参数主要是根据相同纬度水域Ecopath模型中类似的功能组估算得到 .在调试渤海生态通道模型时 ,考虑渤海生态系统是一个生态转换利用充分的水域。

关键词：生态通道模型渤海生态系统生物资源评估

基于Ecopath模型的三门湾生态系统结构与功能

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应用生态学报 2022年第3期33卷 829-836页

作者：孔业富尹成杰王林龙刘杨林黎康斌中国海洋大学水产学院山东青岛266003 中国海洋大学教育部海水养殖重点实验室山东青岛266003 中国科学院水生生物研究所武汉430072

生态系统的结构决定生态系统的物质循环、能量流动和系统功能。本研究采用Ecopath模型,根据2017—2018年中国东海三门湾海洋生态实地调查数据,构建了三门湾生态系统的生态通道模型,描述了三门湾生态系统的能流结构,分析了其功能特征。... 详细信息

生态系统的结构决定生态系统的物质循环、能量流动和系统功能。本研究采用Ecopath模型,根据2017—2018年中国东海三门湾海洋生态实地调查数据,构建了三门湾生态系统的生态通道模型,描述了三门湾生态系统的能流结构,分析了其功能特征。结果显示:三门湾生态系统营养级范围在1~3.80,能流渠道主要表现为牧食食物链,系统能流结构主要集中在前5个等级,系统平均能量传递效率为13.0%,系统初级生产者的能量传递效率为12.8%,系统碎屑的能量转换效率为14.5%。系统连接指数与系统杂食性指数分别为0.40和0.24,Finn循环指数为0.40,系统的Finn平均路径长度为2.06,总初级生产量与总呼吸量之比为13.59,表明当前三门湾生态系统处于不成熟阶段。本研究有助于理解中国近海港湾生态系统的结构特征和功能特点。

关键词：生态通道模型半封闭海湾营养结构食物网生态系统特征

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

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生态学报 2008年第5期28卷 2065-2072页

作者：徐姗楠陈作志何培民上海水产大学农业部水产种质资源与养殖生态重点开放实验室上海200090 农业部渔业生态环境重点开放实验室中国水产科学研究院南海水产研究所广州510300 上海水产大学海洋学院上海200090

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... 详细信息

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。

关键词：大型围隔海域人工生态系统生态通道模型生态网络分析