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基于Ecopath模型的珠江口6种增殖放流种类生态容纳量估算

刘岩 吴忠鑫 杨长平 单斌斌 刘胜男 孙典荣

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基于Ecopath模型的珠江口6种增殖放流种类生态容纳量估算

    作者简介: 刘 岩(1988—),男,硕士,助理研究员,从事渔业资源保护有关研究。E-mail: 365830796@qq.com;
    通讯作者: 孙典荣, drsun73@163.com
  • 中图分类号: S 937.3

Ecological carrying capacity of six species of stock enhancement in Pearl River estuary based on Ecopath model

    Corresponding author: Dianrong SUN, drsun73@163.com
  • CLC number: S 937.3

  • 摘要: 增殖放流是渔业资源养护的重要方式。放流前对放流海域进行生态容纳量评估,有计划的实施增殖放流活动,可避免对原有生态系统造成破坏。文章根据2016年珠江口渔业资源数据,构建了由29个功能组组成的基于珠江口生态系统通道(Ecopath)模型,利用该模型分析了生态系统的总体特征、食物网结构与混合营养效应,估算了适宜于该水域的6种不同增殖放流种类的生态容纳量。结果表明,功能组营养级范围为1~4.2级,6种适宜放流种类营养级介于2.2~3.7,最高营养级功能组为哺乳动物,系统总流量9 092.447 t·(km2·a)−1,系统总能量转化效率12.23%,连接指数0.370,系统杂食指数0.287。食物链通道主要有2类,以碎屑食物链为主。花鲈(Lateolabrax japonicus)、黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)、黄鳍鲷(A. latus)、长毛对虾(Penaeus penicillatus)、墨吉对虾(P. monodon)和波纹巴非蛤(Paphia undulata)最大容纳量分别为0.094 t·km−2、0.500 t·km−2、0.650 t·km−2、1.580 t·km−2、1.610 t·km−2和75.870 t·km−2
  • 图 1  珠江口调查站位图

    Figure 1.  Sampling sites in Pearl River estuary

    图 2  珠江口生态系统食物网

    Figure 2.  Food web of Pearl River estuary ecosystem

    图 3  珠江口生态系统功能组的混合营养效应

    Figure 3.  Mixed trophic impact of functional groups in Pearl River Estuary ecosytem

    表 1  珠江口生态系统Ecopath模型的功能群及主要种类

    Table 1.  Functional groups and main species in Pearl River estuary

    序号
    No.
    功能组
    functional group
    种类
    species
    1海洋哺乳动物中华白海豚 Sousa chinensis
    2鲨鳐类何氏鳐 Raja hollandi、尖头斜齿鲨 Scoliodon sorrakowah
    3其他大型中上层鱼类长颌宝刀鱼 Chirocentrus nudus、四指马鲅 Eleutheronema tetradactylus、鮻鱼 Liza haematocheila、带鱼 Trichiurus haumela、短带鱼 Trichiurus brevis、二长棘鲷 Paerargyrops edita
    4花鲈花鲈 Lateolabrax maculatus
    5其他小型中上层鱼类前鳞骨鲻 Mugilophuyseni、白氏银汉鱼 Allanetta bleekeri、六指马鲅 Polynemus sextarius、丽叶鲹 Syngnathus acus Linnaeus 等
    6其他鲱形目鱼类裘氏小沙丁鱼 Sardinella jussieu、斑鰶 Clupanodon punctatus、鳓 Ilisha elongate、康氏小公鱼 Stolephorus commersoni、赤鼻棱鳀 Thrissa kammalensis、杜氏棱鳀Thrissa dussumieri、汉氏棱鳀 Thrissa hamiltonii、七丝鲚 Coilia grayii
    7凤鲚凤鲚 Coilia mystus
    8花鰶花鰶 Clupanodon thrissa
    9其他大型底栖鱼类长蛇鲻 Saurida elongata、尖吻鳗 Uroconger lepturus、海鳗 Muraenesox cinereus、龙头鱼 Harpodon nehereus、中华海鲶 Arius sinensis、多鳞鱚 Sillago sihama、黄斑篮子鱼 Siganus oramin、斑点鸡笼鲳 Drepane punctata、广东鲂 Megalobrama hoffmanni、大鳞舌鳎 Cynoglossus macrolepidotus、半滑舌鳎 Cynoglossus semilaevis
    10石首鱼科棘头梅童鱼 Collichthys lucidus、皮氏叫姑鱼 Johnius belengeri、截尾白姑鱼 Argyrosomus aneus、勒氏短须石首鱼 Umbrina russelli
    11黑鲷黑鲷 Acanthopagrus schlegelii
    12黄鳍鲷黄鳍鲷 Acanthopagrus latus
    13小型底层鱼类眶棘双边鱼 Ambassis gymnocephalus、白肌银鱼 Leucosoma chinensis、鹿斑鲾Leiognathus ruconius、短吻鲾 Leiognathus brevirostris
    14鲀形目鱼类斑纹东方鲀 Fugu ocellatus、棕腹刺鲀 Gastrophysus spadiceus、黑鳃兔头鲀 Lagocephalus inermis
    15鰕虎鱼类矛尾鰕虎鱼 Chaeturichthys stigmatias、钟馗鰕虎鱼 Triaenopgon barbatus、红狼牙鰕虎鱼 Odontamblyopus rubicundus、孔鰕虎鱼 Trypauchen vagina
    16头足类短蛸 Octopus ocellatus、中国枪乌贼 Loligo chinensis、曼氏无针乌贼 Sepiella japonica
    17其他无脊椎动物毛海参类等
    18蟹类锯缘青蟹 Scylla serrata、红星梭子蟹 Portunus sanguinolentus、日本蟳 Charybdis japonica、锈斑蟳 Charybdis feriatus、字纹弓蟹 Varuna litterata、直额绒螯蟹 Eriocheir rectus、字纹弓蟹 Varuna litterata
    19其他虾类近缘新对虾 Metapenaeus affinis、周氏新对虾 Metapenaeus joyneri、墨吉对虾 Banana prawn、脊尾白虾 Exopalaemon carinicauda、鲜明鼓虾 Alpheus distinguendus、细螯沼虾 Macrobrachium superbum、广东长臂虾 Palaemon guangdongensis、亨氏仿对虾 Parapenaeopsis hungerford
    20长毛对虾长毛对虾 Penaeus penicillatus
    21斑节对虾斑节对虾 Penaeus monodon
    22虾蛄类黑斑口虾蛄 Oratosquilla kempi、猛虾蛄 Harpiosquilla harpax、口虾蛄 Oratosquilla oratoria、眼斑猛虾蛄 Harpiosquilla annandalei
    23其他大型底栖动物体长>1 mm,包括其他棘皮动物、甲壳类、软体动物包括光滑河篮蛤 Potamocorbula laevis、河蚬 Corbicula fluminea、中国圆田螺 Cipangopaludina chinensis、菲律宾偏顶蛤 Modiolus (Modiolus) philippinarum、小荚蛏 Siliqua minima
    24波纹巴非蛤波纹巴非蛤 Paphia undulata
    25棘皮动物海胆类、海参类、海星类、蛇尾类等
    26小型底栖动物体长<1 mm,包括轮虫类、环节动物、多毛类、软体动物、甲壳类等
    27浮游动物原生动物、水螅水母类、桡足类、枝角类、端足类、长尾类、短尾类、糠虾类、毛颚类、有尾类、其他浮游幼体等
    28浮游植物硅藻、甲藻、蓝藻、绿藻类:颗粒直链藻 Melosira granulata、中肋骨条藻 Skeletonema costatum、小球藻 Chlorella sp.、黄丝藻 Tribonema sp.等
    29有机碎屑颗粒有机碳和溶解有机碳
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    表 2  珠江口生态系统Ecopath模型功能组估算参数

    Table 2.  Basic input and output parameters of groups estimated by Ecopath for Pearl River estuary ecosystem

    序号
    No.
    功能组
    functional group
    营养级
    trophic level
    B/t·km-2(P/B)/1·a−1(Q/B)/1·a−1EE
    1海洋哺乳动物4.1590.0090.04514.770.000
    2鲨鳐类4.1520.0120.8209.5000.000
    3其他大型中上层鱼类3.3660.7210.9405.1100.294
    4花鲈3.7220.0040.2707.3000.721
    5其他小型中上层鱼类3.2771.3702.88011.000.391
    6其他鲱形目鱼类3.1121.7504.08017.350.243
    7凤鲚2.6960.3302.82513.500.837
    8花鰶2.9310.1203.65012.100.769
    9其他大型底栖鱼类3.6820.0122.43227.440.616
    10石首鱼科鱼类3.2260.1603.55011.350.608
    11黑鲷3.6800.0050.3306.6000.600
    12黄鳍鲷3.3320.0080.4508.1000.681
    13小型底层鱼类3.2511.7703.94015.590.896
    14鲀形目鱼类3.4010.1201.7807.1100.086
    15鰕虎鱼类3.0980.8704.11017.200.805
    16头足类3.6471.243.50011.600.674
    17其他无脊椎动物2.4691.2709.60041.540.903
    18蟹类2.6510.8105.65026.900.918
    19其他虾类2.6691.0896.80041.540.820
    20长毛对虾2.6690.0306.50030.000.647
    21斑节对虾2.6690.0056.50030.000.452
    22虾蛄类3.0741.7005.30018.900.591
    23其他大型底栖动物2.4505.6005.10018.500.915
    24波纹巴非蛤2.2001.9503.00018.5000.970
    25棘皮动物2.1841.57010.26041.540.561
    26小型底栖动物2.25013.766.57036.900.789
    27浮游动物2.00013.5036.000186.00.437
    28浮游植物1.00015.00230.0000.672
    29有机碎屑1.000200.00.374
    注:黑体部分为模型估算值;B. 生物量;P. 生产量;Q. 消耗量
    Note: The estimated parameters by model are in bold; B. biomass; P. production; Q. consumption
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    表 3  珠江口水域生态系统的总体特征参数

    Table 3.  Summary statistics of net flow in Pearl River estuary ecosystem by Ecopath

    特征参数
    attribute parameter
    数值
    value
    数值1
    Value 1
    数值2
    Value 2
    数值3
    Value 3
    数值4
    Value 4
    数值5
    Value 5
    数值6
    Value 6
    总消耗量/t·(km2·a)−1
    total consumption, TC
    3 491.9343 492.5913 495.2013 497.1343 538.4343 540.0844 859.454
    总输出量/t·(km2·a)−1
    total exports, TEX
    1 345.6361 345.1351 343.1861 341.7651 318.5111317.548473.380
    总呼吸量/t·(km2·a)−1
    total respiratory flows, TR
    2 104.3642 104.8652 106.8142 108.2352 131.4892 132.4522 976.620
    流向碎屑总量/t·(km2·a)−1
    total flows into detritus, TDET
    2 150.5132 150.0122 148.0632 146.7462 128.9682 128.2041 415.009
    系统总流量/t·(km2·a)−1
    total system throughput, TST
    9 092.4479 092.6039 093.2649 093.8809 117.4029 118.2889 724.463
    总生产量/t·(km2·a)−1
    total production, TP
    4 139.1834 139.2084 139.3474 139.4724 149.2584 149.6164 360.943
    总初级生产力/t·(km2·a)−1
    calculated total net primary production, TPP
    3 450.0003 450.0003 450.0003 450.0003 450.0003 450.0003 450.000
    总初级生产力/总呼吸量
    total primary production/total respiration, TPP/TR
    1.6391.6391.6381.6361.6191.6181.159
    净系统生产量/t·(km2·a)−1
    net system production, NSP
    1 345.6361 345.1351 343.1861 341.7651 318.5111 317.548473.380
    总初级生产力/总生物量
    total primary production/total biomass, TPP/TB
    53.25353.17952.84952.73152.00951.96624.873
    总生物量/t·(km2·a)−1
    total biomass (excluding detritus), TB
    64.78564.87565.28065.42766.33566.390138.705
    联结指数
    connectance index, CI
    0.3700.3700.3700.3700.3700.3700.370
    系统杂食指数
    system omnivory index, SOI
    0.2870.2840.2840.2850.2880.2890.283
     注:“数值”代表当前的系统状态;“数值1”至“数值6”依次表示花鲈、黑鲷、黄鳍鲷、长毛对虾、斑节对虾和波纹巴非蛤达到最大生态容纳量后的系统特征参数。  Note: The “value” represents the present status of the system; Value 1−Value 6 represent the status after a large amount of L. japonicus, A. schlegelii, A. latus, P. penicillatus, P. monodon and P. undulata biomass.
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    表 4  6种适宜放流种类在珠江口生态系统中的最大生态容纳量

    Table 4.  Maximum ecological carrying capacity of six species in Pearl River estuary ecosystem

    序号
    No.
    适宜放流种类
    suitable release species
    当前生物量/t·km−2
    current biomass
    最大容纳量/t·km−2
    maximum capacity
    转换效率/%
    conversion efficiency
    1花鲈0.0040.09412.28
    2黑鲷0.0050.50012.46
    3黄鳍鲷0.0080.65012.40
    4长毛对虾0.0301.58012.33
    5斑节对虾0.0051.61012.34
    6波纹巴非蛤1.95075.87011.06
     注:当前系统转换效率为12.23%
     Note: The current system conversion efficiency is 12.23%.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-28
  • 录用日期:  2019-04-01
  • 网络出版日期:  2019-06-11

基于Ecopath模型的珠江口6种增殖放流种类生态容纳量估算

    作者简介:刘 岩(1988—),男,硕士,助理研究员,从事渔业资源保护有关研究。E-mail: 365830796@qq.com
    通讯作者: 孙典荣, drsun73@163.com
  • 1. 中国水产科学研究院南海水产研究所,农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室,广东省渔业生态环境重点实验室,广东 广州 510300
  • 2. 大连海洋大学,辽宁 大连 116023

摘要: 增殖放流是渔业资源养护的重要方式。放流前对放流海域进行生态容纳量评估,有计划的实施增殖放流活动,可避免对原有生态系统造成破坏。文章根据2016年珠江口渔业资源数据,构建了由29个功能组组成的基于珠江口生态系统通道(Ecopath)模型,利用该模型分析了生态系统的总体特征、食物网结构与混合营养效应,估算了适宜于该水域的6种不同增殖放流种类的生态容纳量。结果表明,功能组营养级范围为1~4.2级,6种适宜放流种类营养级介于2.2~3.7,最高营养级功能组为哺乳动物,系统总流量9 092.447 t·(km2·a)−1,系统总能量转化效率12.23%,连接指数0.370,系统杂食指数0.287。食物链通道主要有2类,以碎屑食物链为主。花鲈(Lateolabrax japonicus)、黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)、黄鳍鲷(A. latus)、长毛对虾(Penaeus penicillatus)、墨吉对虾(P. monodon)和波纹巴非蛤(Paphia undulata)最大容纳量分别为0.094 t·km−2、0.500 t·km−2、0.650 t·km−2、1.580 t·km−2、1.610 t·km−2和75.870 t·km−2

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