基于Ecopath模型的典型半封闭海湾生态系统结构和功能研究

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1、学校代码：10264研究生学号：M150350604上海海洋大学硕士学位论文题目：基于Ecopath模型的典型半封闭海湾生态系统结构和功能研究Thestructureandfunctionofthe英文题目：typicalsemi-enclosedbayecosystembasedonEcopathmodel专业：渔业研究方向：渔业资源和海洋生态姓名：马孟磊指导教师：陈作志研究员二O一八年五月上海海洋大学硕士学位论文基于Ecopath模型的典型半封闭海湾生态系统结构和功能研究摘要海湾作为海陆交互的重要地带，渔业资源丰富，受捕捞等人类活动影响显著。近几十年随着近海渔业资源的衰退，作

2、为渔业资源产卵场、育幼场的半封闭海湾越来越引起人们的重视。为从生态系统水平分析我国海湾现状与发展趋势，本研究选取受人类活动影响显著、基础数据积累完善的我国温带和亚热带两个典型半封闭海湾----胶州湾和大亚湾进行海湾生态系统结构和功能研究。研究运用EcopathwithEcosim6.5（EwE6.5）软件，分别构建了胶州湾1980年和2015年Ecopath模型以及大亚湾1985年和2015年模型。文章首先分析了现阶段（2015年）胶州湾的生态系统结构和能量流动过程，并对其系统特征进行了评价，简要分析人类活动对海洋生态系统的影响。其次，分别研究了胶州湾和大亚湾不同时期的生态系统结

3、构和功能变化、能量流动过程和系统发育特征，探讨捕捞等人类活动对其生态系统历史演变趋势的影响。最后，以胶州湾和大亚湾为对象，横向对比两个湾的生态系统结构和功能、系统发育特征差异；并试图以此为依据分析我国半封闭海湾生态系统的普遍性特征。主要研究结果如下：根据2015-2016年在胶州湾进行的渔业资源与生态环境调查数据，利用EwE6.5软件构建了2015年胶州湾生态通道模型。胶州湾生态通道模型共由21个功能组组成，各功能组营养级范围为1~4.383，渔获物平均营养级为2.023，以菲律宾蛤仔(Ruditapesphilippinarum)为主。胶州湾生态系统的能量流动主要以牧食食物链为

4、主，占系统能量来源的59%。生态网络分析表明，系统能量主要分布在6个营养级，来源于初级生产者的能量转化效率为16.22%，来自碎屑的转化效率为15.76%，系统平均转化效率16.35%。胶州湾生态系统总初级生产力与总呼吸量的比值为2.518，系统处于不成熟状态。根据收集的20世纪80年代胶州湾渔业资源数据，利用EcopathwithEcosim6.5（EwE）软件构建了由21个功能组组成的胶州湾1980年(1980-1982)的Ecopath模型，比较分析了1980年和2015年两个时期的胶州湾生态系统结构和功能变化以及系统发育特征。研究结果显示，与1980年生态系统相比，胶州湾

5、2015年生态系统中大型底层鱼类生物量减少，菲律宾蛤仔生物量提高，渔获物产出主要以菲律宾蛤仔为主，渔获物平均营养级降低，系统能量转化效率从1980年的15.83%提I上海海洋大学硕士学位论文高到2015年的16.35%，能量流动始终以牧食食物链为主。关键种分析表明，胶州湾生态系统两个时期的关键种均为菲律宾蛤仔。此外，与1980年生态系统相比，2015年胶州湾生态系统整体规模增大，净生产量提高5倍，系统总初级生产量与总呼吸量的比值由1980年的1.267提高到2015年的2.518，系统连接指数、杂食指数与Finn’s循环指数和平均路径长度均减小，说明在过去30多年胶州湾生态系统成

6、熟度和稳定性不断降低，发育过程出现由成熟向幼态的逆行演替现象，目前处于不稳定的幼态阶段。根据2015-2016年大亚湾渔业资源与生态环境调查数据，并收集20世纪80年代大亚湾渔业资源数据，利用EwE6.5软件构建了由26个功能组组成的大亚湾1985年(1985-1986)和2015年（2015-2016）两个时期的生态系统Ecopath模型。研究结果表明，大亚湾生态系统1985年和2015年生态系统模型的营养级范围分别为1~4.025和1~3.987，2015年大亚湾生态系统生物量、生产量和流向碎屑量以及总流量均比1985年有所增加，两个时期系统营养级结构均呈金字塔状；大亚湾两个

7、时期的能量流动均以牧食食物链为主，1985年生态系统能量平均转化效率整体要高于2015年，分别为12.673%和9.470%。从生态系统发育特征来看，1985年和-22015年大亚湾生态系统模型系统总流量分别为每年3828.963t·km和8255.895-2t·km；大亚湾生态系统总初级生产量与总呼吸量的比值由1985年的1.351增大到2015年的2.970，系统连接指数和循环指数均减小，大亚湾生态系统处于易受外界干扰的“退化”阶段。通过对胶州湾和大亚湾生态系统进行横向对比发