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象山港是宁波市重要的港口,位于东经121°25′~122°03′,北纬29°24′~29°48′,港区总面积563.3 km2,海域面积391.76 km2,滩涂面积171.53 km2。港内生境类型多样性高,物种丰富。近年来象山港海水养殖、过度捕捞和临港工业带来的环境影响越来越明显,水质参数(总氮TN,氨态氮NH3-N,磷酸盐PO4-P,氮磷比N/P)均超Ⅳ类海水水质标准,富营养化严重。因此通过建设海洋牧场来改善生态环境,恢复渔业资源显得非常必要。本研究应用稳定同位素技术研究了象山港海洋牧场食物网的营养基础和结构,并利用Ecopath with Ecosim6.0(EWE)构建了象山港的能流模型,对象山港生态系统的发育和稳定性进行了评价,主要结果如下:
(1)根据碳稳定同位素可以将象山港海洋牧场春、秋季食物网营养基础(trophic base)分为浮游植物(δ13C-18.63‰)、大型海藻(δ13C-15.17‰)、沉积相有机颗粒物SOM(δ13C-21.79‰)和悬浮颗粒有机物POM(δ13C-24.29‰)4种。IsoSource混合模型表明大型海藻对食物网的碳源贡献最高(35.5%);浮游植物和SOM对消费者的碳贡献率次之,分别为30.9%,19.4%; POM相对较小(13.7%)。
(2)以浮游动物为基准生物(baseline organism),假设营养富集因子TEF=2.5‰,利用氮稳定同位素计算出消费者的营养级介于2~3.8级,栉江珧(Atrina pectinata)和长蛸(Octopus variabilis)的营养级最低,无脊椎动物类中黑斑口虾蛄(Oratosquillakempi)的营养级比较高,为3.6。黄姑鱼(Nibea albiflora)、白姑鱼(Argyrosomus argentatus)、舌虾虎鱼(Glossogobius giuris)、日本花鲈(Lateolabrax japoicus)等肉食性的鱼类营养级都在3.5级以上。不同食性的鱼类占据食物网中不同的地位,浮游生物食性的鱼类如鲻(Mugil cephalus)、斑鲦(Clupandom punctatus)等往往处于食物网的底端,游泳动物食性的鱼类占据着更高的营养级。与其他海域相比,该区域的生物营养级偏低。
(3)以象山港海域生态系统为研究对象,利用EwE的Ecopath模块构建象山港海域的能流模型。模型共包括21个功能组,各功能组的有效营养级介于1~3.71之间,虾、蟹、头足类、舌鳎类、石首科鱼、鲻等功能组生态营养效率比较高,均在0.8以上。营养级比较低的功能组如浮游植物、底栖贝类等生态营养效率比较低。能量流动途径包括以初级生产者为起点和以碎屑为起点的两条能流链,二者的能量流比为1∶1.13,整体能量转换效率为10.9%。
(4)象山港生态系统总流量2280.724 t/km2·y,总初级生产力与总呼吸比(TPP/TR)、连接指数(CI)、系统杂食性指数(SOI)值分别为1.76、0.375、0.215,表明生态系统的稳定性较低,处于资源衰退阶段。