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江苏近海辐射沙脊群及邻近海域生态系统营养结构和能量流动研究

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海洋渔业 2023年第1期45卷 60-72页

作者：张虎贲成恺祖凯伟宋业晖薛莹袁健美胡海生肖悦悦祝超文江苏省海洋水产研究所江苏南通226007 中国海洋大学水产学院山东青岛266003

为了解近海辐射沙脊群的生态功能、营养结构和能量流动特征,根据2018—2019年在江苏近海辐射沙脊群及邻近海域进行的生物资源与栖息环境综合调查数据,通过构建Ecopath生态模型,分析了该海域生态系统的营养结构、混合营养效应、能流途径... 详细信息

为了解近海辐射沙脊群的生态功能、营养结构和能量流动特征,根据2018—2019年在江苏近海辐射沙脊群及邻近海域进行的生物资源与栖息环境综合调查数据,通过构建Ecopath生态模型,分析了该海域生态系统的营养结构、混合营养效应、能流途径和生态系统总体特征等。研究发现,该海域27个功能群的营养级范围为1.00~4.31,主要渔获种类及优势种的营养级范围在3.0~4.0之间,顶级捕食者如鮸(Miichthys miiuy)和龙头鱼(Harpadon nehereus)等鱼类的营养级在4.0以上。该海域生态系统的总生态转化效率是14.93%,略高于邻近海域,表明该生态系统对能量的总体利用率较高,有利于维持生物群落的多样性和较高的生产力。碎屑和浮游植物均是该海域主要的营养来源,其中牧食食物链在各营养级之间的能量流动均高于碎屑食物链。与其他生态系统相比,该海域生态系统的总流量(TST)较高(8950 t·km^(-2)·a^(-1)),表明该生态系统的总体规模较大,有利于维持生态系统的健康。从生态系统总体特征参数等生态指标来看,该海域生态系统仍处于不稳定状态,易受外界扰动的影响。研究结果将有助于深入解析江苏近海辐射沙脊群及邻近海域生态系统的营养结构及生态系统总体特征,可为该海域生态系统的保护和修复提供技术支撑。

关键词：辐射沙脊群 Ecopath模型营养结构能量流动

应用稳定同位素技术研究江苏近海食物网营养结构的季节性变化

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海洋学报 2022年第2期44卷 1-10页

作者：陆亚楠张瑞张虎张硕高世科上海海洋大学海洋科学学院上海201306 江苏省海洋水产研究所江苏南通226007 长江口水生生物资源监测与保护联合实验室上海200922

本研究基于稳定同位素技术对江苏近海春、夏、秋季采集的不同生物类群(鱼类、甲壳类、头足类和底栖动物等)进行稳定同位素的分析,利用SIBER模型计算不同季节消费者的营养生态位,并计算出6种营养结构的量化指标。结果表明,3个季节的δ13... 详细信息

本研究基于稳定同位素技术对江苏近海春、夏、秋季采集的不同生物类群(鱼类、甲壳类、头足类和底栖动物等)进行稳定同位素的分析,利用SIBER模型计算不同季节消费者的营养生态位,并计算出6种营养结构的量化指标。结果表明,3个季节的δ13C值、δ15N值均差异不显著(p>0.05)。春季δ13C值范围为-24.47‰~-14.50‰,δ15N值范围为6.86‰~(14.98±0.49)‰,营养级范围为1.52~(4.28±0.17);夏季δ13C值的范围为-19.86‰~-14.44‰,δ15N值范围为5.79‰~(12.54±3.50)‰,营养级范围为1.25~3.52;秋季δ13C值的范围为(-22.17±4.90)‰~(-14.21±0.36)‰,δ15N值范围为6.30‰~(14.60±0.51)‰,营养级范围1.34~(4.15±0.14)。各个季节的食物网结构稳定,一些消费者的营养生态位出现不同程度的重叠现象。其中,春季的食物来源较为广泛,生物营养层次和群落多样性更高;夏季消费者的食物来源更加丰富,但生态位分化程度较低;秋季的食物网结构比较单一,但营养生态位分布较广。本研究结果为进一步评估江苏近海渔业生态系统的营养结构奠定了基础,也为江苏近海渔业环境保护和渔业资源的恢复与管理提供一定科学依据和参考基础。

关键词：稳定同位素江苏近海营养结构生态位季节性变化

基于碳、氮稳定同位素的大亚湾渔业生物群落营养结构

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南方水产科学 2021年第5期17卷 101-109页

作者：汪慧娟张文博黄洪辉徐姗楠刘华雪生态环境部华南环境科学研究所广东广州510530 广东省环境科学研究院广东广州510045 中国水产科学研究院南海水产研究所/广东省渔业生态环境重点实验室广东广州510300

根据2017年夏季和2018年冬季于大亚湾海域进行的底拖网渔业生物调查,该研究采用碳、氮稳定同位素(δ^(13)C、δ^(15)N)技术,分析了大亚湾渔业生物的δ^(13)C、δ^(15)N基本特征,构建了连续营养级谱,并探讨了不同季节渔业生物营养结构的... 详细信息

根据2017年夏季和2018年冬季于大亚湾海域进行的底拖网渔业生物调查,该研究采用碳、氮稳定同位素(δ^(13)C、δ^(15)N)技术,分析了大亚湾渔业生物的δ^(13)C、δ^(15)N基本特征,构建了连续营养级谱,并探讨了不同季节渔业生物营养结构的差异。结果显示,大亚湾海域渔业生物的δ^(13)C介于−19.66‰~−15.19‰,均值为(−17.26±0.86)‰;δ^(15)N介于11.63‰~16.01‰,均值为(13.59±0.96)‰。以小型浮游动物的δ^(15)N平均值作为基准构建渔业生物营养级谱,发现大亚湾海域渔业生物的营养级介于2.99~4.28,鱼类的营养级跨度最广,食性较复杂。运用SIBER模型计算了渔业生物的7个营养结构量化指标,发现部分生物摄食共同的饵料,存在生态位重叠现象。此外,夏季群落营养冗余度比冬季低。

关键词：渔业生物稳定同位素营养结构大亚湾

南海北部陆坡海域生态系统营养结构和能量流动分析

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水产学报 2020年第10期44卷 1685-1694页

作者：马孟磊陈作志徐姗楠张俊于文明中国水产科学研究院南海水产研究所农业农村部外海渔业开发重点实验室上海海洋大学继续教育学院南方海洋科学与工程广东省实验室

陆坡是陆架到深海的过渡区域,具有独特的地理生态环境特征,能量和物质交换活跃。为了解南海北部陆坡海域生态系统状况,实验根据2015—2016年南海北部陆坡海域渔业资源和海洋生态调查数据,利用Ecopath with Ecosim 6.5(EwE6.5)软件构建了... 详细信息

陆坡是陆架到深海的过渡区域,具有独特的地理生态环境特征,能量和物质交换活跃。为了解南海北部陆坡海域生态系统状况,实验根据2015—2016年南海北部陆坡海域渔业资源和海洋生态调查数据,利用Ecopath with Ecosim 6.5(EwE6.5)软件构建了由22个功能组组成的南海北部陆坡海域生态通道模型,分析了该海域生态系统营养结构、能量流动及生态系统总特征。结果显示,南海北部陆坡生态系统各功能组营养级范围为1.00～4.47,海豚占据了最高的生态位。关键度指数(KSI)分析表明,中型浮游动物、鸢乌贼为南海陆坡生态系统的关键种。生态系统中能量流动主要以碎屑食物链为主,能量来源于碎屑的比例为52%。生态网络分析表明,系统能量主要分布在6个整合营养级,来源于初级生产者和碎屑的转化效率分别为21.26%和22.39%,系统平均转化效率21.94%。研究表明,南海陆坡海域生态系统具有较高的生态转化效率。

关键词：营养结构能量流动 Ecopath模型南海北部陆坡

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

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应用生态学报 2017年第7期28卷 2292-2298页

作者：谢斌李云凯张虎张硕上海海洋大学海洋科学学院上海201306 大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室上海201306 江苏省海洋水产研究所江苏南通226007

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... 详细信息

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δ^(13)C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δ^(13)C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δ^(13)C值存在显著差异,而δ^(15)N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δ^(13)C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,δ^(15)N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.

关键词：稳定同位素海州湾食物网基础营养结构

大溪水库和沙河水库主要鱼类营养结构的时空变化

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生态学报 2021年第8期41卷 3215-3225页

作者：王媛凡迎春徐东坡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淡水渔业研究中心无锡214081

为了解大溪水库和沙河水库主要鱼类食物网营养结构的时空变化特征,依据2017年夏、秋季和2018年春季在大溪水库和沙河水库的调查结果,利用稳定同位素方法对这两个水域内鱼类的营养关系进行研究,得到以下主要结论:大溪水库共出现鱼类28种... 详细信息

为了解大溪水库和沙河水库主要鱼类食物网营养结构的时空变化特征,依据2017年夏、秋季和2018年春季在大溪水库和沙河水库的调查结果,利用稳定同位素方法对这两个水域内鱼类的营养关系进行研究,得到以下主要结论:大溪水库共出现鱼类28种,沙河水库29种,鱼类群落结构组成结构相似,呈现出以湖泊定居性鱼类和鲤科鱼类为主的特征。配对双样本时空差异分析显示,相同季度内两个水库鱼类的δ^(13)C值差异显著,说明两个水库的初级食物源存在明显不同;相同区域内,大溪水库季度差异不明显,而沙河水库差异显著,说明大溪水库的初级食物源组成变动较沙河水库的更小。δ^(15)N值时空变化规律不明显,这可能与水库周围农业活动和人类活动的不确定性有关。鱼类群落指标值分析结果显示,沙河水库的CR、NR、TA、SEAc、CD、MNND和SDNND指标值均高于大溪水库,且春季高于其他季度,这表明沙河水库春季食物网较其他季节、较大溪水库更为复杂,食物源更加丰富,食物链更长,营养层次更多,核心生态位宽幅更低,营养级多样性的总程度更高,营养生态位均匀度较低,大溪水库食物网的冗余程度较高,说明相较于沙河水库,大溪水库生态系统稳定性更高,抗干扰能力更强,这可能与沙河水库周边广泛的茶园、旅游区和和居民区密集分布有关。基于各种量化群落指标对大溪水库和沙河水库的食物网结构进行时空差异分析,能够为大溪水库和沙河水库水生生态系统的管理与修复提供理论支撑。

关键词：大溪水库沙河水库稳定同位素营养结构

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渤海湾浮游动物群落及营养结构研究

渤海湾浮游动物群落及营养结构研究

作者：李丹阳天津科技大学

学位级别：硕士

浮游动物是海洋生态系统的重要组成部分,在海洋物质循环中起着承上启下的“泵”作用,通过捕食者与被捕食者之间的关系发挥作用。为了解渤海湾浮游动物在海洋生态系统物质循环和能量流动中的作用,本研究对2020年夏季(7月至8月)和秋季(10... 详细信息

浮游动物是海洋生态系统的重要组成部分,在海洋物质循环中起着承上启下的“泵”作用,通过捕食者与被捕食者之间的关系发挥作用。为了解渤海湾浮游动物在海洋生态系统物质循环和能量流动中的作用,本研究对2020年夏季(7月至8月)和秋季(10月至11月)对渤海湾海域(117°72′-119°14′E和37°98′-139°98′N)开展水文、化学以及生物等海洋综合调查,夏季和秋季分别设置了17和19个采样站位。分析研究了浮游动物群落结构特征,并结合粒径分级与碳氮稳定同位素方法对浮游动物营养结构进行研究。在群落结构研究中,2020年夏季和秋季分别鉴定出浮游动物87种和67种。夏季的浮游动物幼体成为优势类群,占浮游动物总种数的27.59%,桡足类为第二大优势类群,占种数比例26.44%,秋季的桡足类占绝对优势,是浮游动物总种数的32.84%,浮游动物幼体占22.39%。浮游动物的丰度在夏季高于秋季。夏季浮游动物丰度范围是299.00～28219.47 ind./m。其中浮游动物幼体的丰度最高,其次是桡足类,在夏季,湾内和湾口海域枝角类的丰度很高。秋季的浮游动物丰度的范围是685.11～10807.00 ind./m。桡足类丰度最大,其次是浮游幼体,箭虫居于第三渤海湾夏季和秋季均有6个优势种,夏季和秋季共同有的优势种是小拟哲水蚤,异体住囊虫,强壮箭虫。除此之外,夏季的优势种还有肥胖三角溞,鸟喙尖头溞,和球形侧腕水母,秋季的优势种还有近缘大眼剑水蚤,中华哲水蚤,拟长腹剑水蚤。浮游动物与环境因子的相关性分析表明,温度和盐度是影响群落结构的主要因素。在营养结构研究中,将浮游动物分为5个粒级(200-500μm,500-1000μm,1000-2000μm,2000-4000μm,>4000μm)。分粒级浮游动物中,>4000μm的以箭虫类为优势类群,其他粒级以桡足类为优势类群。夏季,浮游动物的平均生物量为15.31±10.82 mg/m,秋季,浮游动物的平均生物量为13.89±9.06 mg/m,500-1000μm粒级的生物量最高。夏季,渤海湾浮游动物δC值总的变化范围是-28.61～-10.46‰;δN值的总变化范围是3.00～14.95‰。秋季,渤海湾浮游动物δC值总的变化范围是-26.31～-12.51‰;δN值的总变化范围是5.54～14.27‰。不同区域的δC范围不同,表明不同区域浮游动物的碳来源不同。海河附近的浮游生物δC跨度最大,这可能是因为海河入海口有大量陆源输入,所得碳源比较丰富。浮游动物的δN与其所处营养级相关。不同区域的δN范围不同,表明不同区域浮游动物的氮来源不同。海河附近的δN较低,这是因为近岸区域受到陆源输入的高营养盐导致了浮游动物生长受限,使得多样性降低,物种组成简单,因而食物链变得简单。浮游动物的δC、δN均随粒级而增加,表明浮游动物的大小与其营养级的高低存在对应关系。粒级较大的浮游动物(>1000μm)的δN值比起小粒级的更为分散,说明较大粒级的浮游动物的食性更为复杂和多样。浮游动物不同粒级的稳定同位素比率因为其物种组成和分类之间的改变存在着季节性变化。夏季的食物链长度平均值是3.48±0.95,秋季的食物链长度平均值是3.37±0.86。渤海湾夏季和秋季浮游动物大小粒级之间存在着食物重叠。通过本次研究,为了解近岸海域渤海湾的海洋生态系统变化以及生物地球化学循环提供科学资料。

关键词：浮游动物渤海湾群落结构稳定同位素季节变化营养结构

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

基于Ecopath评估蟹-稻复合生态系统营养结构和能量流动

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生态学报 2020年第14期40卷 4852-4862页

作者：汪倩胡庚东宋超李丹丹郑尧裘丽萍范立明孟顺龙陈家长邴旭文中国水产科学研究院淡水渔业研究中心无锡214081 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无锡214081 农业农村部长江下游渔业生态环境监测中心无锡214081 南京农业大学无锡渔业学院无锡214081

蟹-稻综合种养模式为我国水产养殖以及农业从单一经营转变为复合经营提供了一种新模式,为了促进蟹-稻共作模式的推广和普及,应用Ecopath生态通道模型对该系统进行了营养结构和能量流动的分析。研究结果表明蟹-稻共作生态系统的最高营养... 详细信息

蟹-稻综合种养模式为我国水产养殖以及农业从单一经营转变为复合经营提供了一种新模式,为了促进蟹-稻共作模式的推广和普及,应用Ecopath生态通道模型对该系统进行了营养结构和能量流动的分析。研究结果表明蟹-稻共作生态系统的最高营养级(3.140)高于稻田单作系统的最高营养级(2.676),生态系统的能量流动主要有两条途径,即以沉水植物和其他维管束植物为起点的牧食链及以碎屑为起点的腐质链;蟹-稻共作农田生态系统在6月和10月的Finn′s循环指数(Finn′s cycling index,FCI,0.55和1)和Finn′s循环平均能流路径长度(Finn′s cycling mean path length,FCL,2.066和2.077),稻田单作农田生态系统在6月和10月的FCI(1.14和0.81)和FCL(2.089和2.137),说明蟹-稻共作模式可以形成一个稳定的生态系统,中华绒螯蟹的加入可以促进该完整的生态系统的能量流动,且随着螃蟹的成长,系统成熟度有所提高,只是较单作系统的成熟度低,共作系统有更大的成熟空间;蟹-稻共作农田生态系统在6月和10月的连接指数(Connectance index,CI)分别为0.135和0.135,稻田单作系统在6月和10月的CI为0.188和0.161,共作系统的各功能组之间的连接强度较单作系统弱,稳定程度相对较低,蟹-稻共作农田生态系统的初级生产力显著高于单作农田生态系统,且蟹-稻共作农田生态系统的发育良好。

关键词：生态通道模型蟹-稻复合生态系统营养结构能量流动