基于Ecopath模型的太湖鲢鳙生态容量评估及其与刀鲚资源关系探讨

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xieyinglan2007
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太湖作为我国第三大淡水湖,其渔业资源丰富。近些年,污染物通过各种形式进入太湖,生态系统不稳定、生物多样性降低等问题日益突出,太湖鱼类出现单一化、小型化现象。本研究通过历年调查数据对刀鲚(Coilia nasus)资源利用状况进行研究,并利用2017-2018年数据及查阅相关文献对太湖进行Ecopath建模,评估了太湖生态系统营养结构与能量特征,研究放流种类鲢鳙的生态容量及达到生态容量时对生态系统的影响,剖析刀鲚规模对鲢鳙生态容量的影响,旨在从生态系统水平上了解太湖生态系统特征、鲢鳙生态容量,为太湖渔业的可持续发展提供理论基础。主要研究结果如下:1.分析太湖7个年份的刀鲚体长数据可知,各年份刀鲚渔获物平均体长都低于最优体长;捕捞压力方面,除2016年接近F=M时的最优捕捞压力外,其余年份F/M值均大于最优值;从相对资源量方面,太湖刀鲚相对资源量B/B0呈现除2012、2020年外,其他年份均高于最优相对资源量,且远远高于0.5Bmsy警戒线,太湖刀鲚资源量较为丰富。利用FISAT II软件进行估算,刀鲚资源量为33737.44t,资源量较大,总死亡系数Z为1.48。2.太湖生态系统营养级范围为1~3.973,其中肉食性鱼类营养级偏高,鲢鳙营养级为2.051。EE值范围为0.133~0.939,其中处于低营养级的浮游植物、水生植物生态营养效率较低,分别为0.133、0.211;浮游动物生态营养效率较高为0.939。当前总呼吸量799.961 t/(km2·a);总消耗量为2320.373 t/(km2·a);总输出量1238.119t/(km2·a)和流向有机碎屑量3029.265 t/(km2·a),生态系统总流量为7387.718t/(km2·a)。太湖的捕捞渔获物营养级为2.603,连接指数(CI)为0.210,系统杂食指数(SOI)达0.067,Finn循环指数(FCI)为21.65,Finn平均路径长度达到3.625,总初级生产量/总呼吸量(TPP/TR)为2.548。太湖生态系统的能量传递主要由两条路径完成:碎屑食物链,碎屑-底栖及浮游动物-食浮游及底栖动物生物-大型肉食性鱼类及捕捞;牧食食物链,浮游植物-浮游动物及浮游生物食性鱼类-小型鱼类-肉食性鱼类及捕捞;水生植物营养流为太湖生态系统分支。II-III-IV-V-VI营养级的传递效率分别为10.19%,9.76%,12.91%,18.81%;其中从初级生产者流到各营养级的效率为11.24%,9.78%,12.99%,18.83%;从碎屑流到各营养级传递效率为10.03%,9.75%,12.92%,18.81%。系统的总传递效率为10.87%。系统进入碎屑的总流量为3029 t/(km2·a),占系统总流量的41%,超过初级生产者的生产量(2401 t/(km2·a)),碎屑组重新进入系统的量为1820 t/(km2·a),其余碎屑因矿化沉积而离开系统。3.鲢鳙是太湖增殖放流主要种类,根据测算,鲢鳙在太湖中的现存量为10.21t/km2,鲢鳙可增加至现存量的5.054倍即生态容量为51.6 t/km2。鲢鳙达到生态容量时,太湖捕捞渔获物营养级随着鲢鳙生物量的增加逐渐减小。CI和SOI反映能量循环利用程度,两值始终保持稳定。FCI和FMPL在鲢鳙生物量增加过程中保持稳定,当鲢鳙达到生态容量后,对浮游植物的抑制作用进一步增大。当鲢鳙达到生态容量时浮游动物的EE值上升达到临界值1,浮游植物的EE值0.13增加至0.23,有机碎屑EE值由0.60上升至0.63,也出现一定程度的上升,其他功能组变化不明显。鲢鳙达到生态容量时,传递效率出现增大趋势,来自生产者的营养级II的传递效率11.24%上升至14.18%;营养级III传递效率由9.78%上升至10.15%。来自初级生产者总传递效率也由11.26%上升至12.32%;来自碎屑的营养级II的传递效率10.03%上升至10.51%;营养级III传递效率由9.75%上升至10.14%。来自初级生产者总传递效率也由10.81%上升至11.12%;太湖总传递效率由10.87%升至11.38%,鲢鳙达到生态容量时,可促进低营养级能量向上传递,但对鲢鳙需要保持适当捕捞,减少对高营养级鱼类的捕捞,维持生态系统平衡。4.在该模型中控制刀鲚生物量为9.49 t/km2,鲢鳙生态容量可增加至当前生物量20.22倍即生态容量为206.4 t/km2,生态系统总呼吸量为1317.291 t/(km2·a);消耗量为3205.641 t/(km2·a);总输出量为720.79 t/(km2·a);流向有机屑量为2349.016t/(km2·a);总流量为7592.737 t/(km2·a)。太湖渔获物平均营养级为2.115,CI和SOI值始终保持稳定,FCI和FMPL在鲢鳙生物量增加过程中保持小范围增长。
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