为明晰漳泽水库生态系统的基本特征,估算滤食性鱼类鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichys nobilis)的生态容量,探究鲢鳙增殖放流过程对生态系统的影响,根据2022-2023年的渔业资源调查数据构建漳泽水库Ecopath模型.结果显示,漳泽水库生态系统的联结程度相对紧密,整体上稳定性较差且处于不成熟阶段.鲢、鳙的生态容量分别为161.5和70.3 t/km2,分别为当前生物量的3.549和1.947倍,渔业生物量增长潜力显著.鲢、鳙增殖至生态容量过程中,漳泽水库生态系统的总初级生产量/总呼吸量值分别降低0.47和0.15,系统连结指数(CI)和Finn平均路径长度(FMPL)略有增大,说明生态系统的能量利用效率有所提高,生态系统复杂性和成熟度趋于提高.考虑将鲢、鳙生物量分别调整为最大可持续产量80.75和35.15 t/km2,提高鲢鳙生产量的同时,有助于生态系统成熟度的提高.以上结果反映了漳泽水库生态系统的发展状况,同时可为渔业增殖管理提供参考.

基于渔业资源调查数据构建了鄱阳湖禁渔前后(2018和2021年)的生态系统Ecopath模型,比较了两个时期生态系统规模、食物网及营养结构、能量流动、系统稳定性等特征的变化,以评估"十年禁渔"措施的效果.结果表明:在"十年禁渔"政策实施后,鄱阳湖生态系统规模扩大了8.07％,总生物量增加了35.7％;生态系统的能量与物质转换效率由10.7％增长到11.3％,能够恢复到1998年水平;生态系统成熟度、稳定性增强;食物网的高营养指标从28.6％增长到35.7％,食物链长度从3.63增长到3.86.综上所述,禁渔之后鄱阳湖生态系统规模扩大,各功能组间的营养交互关系变强,生态系统的物质流转速度和物质再循环的比例升高,复杂性、稳定性和成熟度增加,表明"十年禁渔"政策己取得明显成效.

为探究温州湾生态系统整体结构,根据2019-2020年温州湾渔业资源调查结果,利用Ecopath with Ecosim 6.5软件构建了由21个功能组组成的生态系统能流通道模型,分析了该海域生态系统总体特征、营养结构和能量流动过程.结果表明:生态系统各功能组的营养级范围为1.000～4.372,带鱼(Trichiurus lepturus)营养级最高;系统总流量为10 874.67 t/(km2·a),系统净生产量为3 392.965 t/(km2·a);系统能量流动呈金字塔状分布,能量流量随着营养级的升高而降低,来源于初级生产者转化效率为15.20％,来源于有机碎屑的转化效率为16.03％,系统总能量转化效率为15.49％;系统总初级生产量/总呼吸量为3.636,系统连接指数为0.298,Finn's循环指数为2.22％,Finn's平均路径长度为2.324,杂食指数为0.167.温州湾生态系统处于不成熟状态,系统稳定性相对较低,建议加强对关键物种的保护,以期提高能量利用效率和保障生态系统结构完整性.

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Ecopath with Ecosim 6.5(EWE)软件构建了胶州湾生态通道模型,分析了现阶段该海湾生态系统营养结构、能量流动过程和生态系统总特征.结果表明: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(Ruditapes philippinarum)为主;胶州湾生态系统的能量流动主要以牧食食物链为主,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.

国际湖沼学的长期研究发现,一个完整的湖泊生态系统应包括底栖食物网和浮游食物网,而营养条件变化会显著改变浅水湖泊中底栖-浮游食物网的结构和功能.为了明晰富营养化对浅水湖泊底栖-浮游耦合食物网结构和功能的影响,以浅水草型湖泊——白洋淀为研究区,运用野外监测和ECOSIM与ECOPATH (EwE)模型相结合方法,构建白洋淀底栖-浮游耦合食物网的概念模型,模拟1982-2011年间富营养化对白洋淀底栖路径和浮游路径的结构和功能影响:(1)野外监测的结果表明,从1999年至今白洋淀一直处于富营养化状态;(2)EwE模型模拟结果表明1982-2006年,总生物量呈下降趋势,下降比例达66.38％;能流路径从以底栖路径为主转变为以浮游路径为主;(3)运用Pearson相关分析,结果表明:浮游植物与TN(r=0.67,P＜0.01)和TP(r=0.37,P＜0.05)呈显著正相关,而底栖藻类和大型沉水植物与TN(r=0.77,P＜0.01;r=0.67,P＜0.01)和TP(r=0.54,P＜0.01;r=0.36,P＜0.05)呈显著负相关.富营养化是白洋淀底栖初级和次级生产力向浮游初级和次级生产力转变的主要驱动力.采用科学的方法准确评估富营养化对湖泊底栖-浮游耦合食物网结构和功能的影响,可为湖泊生态系统管理提供技术和方法支持.

黄河口邻近水域是著名的贝类生产区,四角蛤蜊、菲律宾蛤仔、文蛤等是该海域重要的增养殖品种.目前,贝类底播养殖最高年产量达30万t,实现产值15.4亿元.然而,贝类过度增殖,将引起海域环境的变化,继而导致贝类死亡率的增加,影响生态系统的健康.因此,基于生态系统的贝类生态容量评估至关重要.本研究利用Ecopath with Ecosim软件构建了黄河口邻近水域生态系统营养通道模型,在此基础上分析了该生态系统功能群间的相互影响、生态系统的总体状态,并评估了贝类的生态容量.结果表明:系统的总初级生产量/总呼吸(TPP/TR)为3.45、总初级生产量/总生物量(TPP/B)为38.91,同时具有较低的循环指数(FCI=0.028)、较高的剩余生产量961.24 t·km-2·a-1和较低的系统连接指数(CI=0.38),说明该系统目前处于发育的不稳定期.贝类生物量的增加对虾虎鱼、虾类和蟹类有正影响,对中上层鱼类、底层鱼类、海蜇、浮游动物等功能群有负影响.当前贝类的生物量是5.5 t·km-2,有一定的增殖潜力.模型估算得出的贝类生态容量是18.22 t·km-2,该研究结果可为黄河口邻近水域渔业资源的可持续发展提供管理依据.

基于2014-2016年青岛崂山湾人工鱼礁区的生物资源调查数据,利用Ecopath with Ecosim(EwE)软件构建崂山湾人工鱼礁区生态系统生态通道模型(Ecopath),系统分析了崂山湾人工鱼礁区生态系统的能量流动规律和结构特征,估算了栉孔扇贝的养殖容量.该模型由17个功能组组成,基本涵盖了崂山湾人工鱼礁区生态系统能量流动的主要过程.生态网络分析表明,生态系统各功能组的营养级范围为1.0-4.255,星康吉鳗占据了营养级的最高层.能量流动主要有5级,各营养级平均能量传递效率为10.8％,其中来自初级生产者的能量效率为9.8％,来自碎屑的传递效率为10.9％;系统总流量为14256.510 t km-2 a-1,其中68％的能量来自碎屑供给;系统的总初级生产量/总呼吸量为1.127,系统联结指数为0.293,杂食指数为0.333,表明崂山湾人工鱼礁区生态系统成熟度较高,食物网结构较复杂,系统内部稳定性较高.关键种指数分析结果显示,许氏平鲉具有较高的关键指数和相对总影响,表明其可能在当前生态系统中扮演重要的生态角色.吊笼养殖栉孔扇贝生态容纳量为189.679 t/km2,在维持生态系统平衡和稳定的前提下,当前现存量最大可增加18.55％.

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.

为探究EwE(Ecopath with Ecosim)模型的历史演变和应用现状,本文通过Web of Science主题检索和引文链接法获得1984-2020年间的研究文献构成核心数据集和扩展数据集,并以此为数据源,从论文分布、研究力量、研究主题、热点演化等方面进行科学文献计量分析,利用CiteSpace软件绘制相关图谱.结果表明:EwE模型的系列研究成果产出总体呈上升态势,且广泛分布于多学科交叉领域,Christensen、Walters、Pauly等学者在模型应用和国际合作中起到重要推动作用.过去,EwE模型通过建立功能组间的营养关系,主要用于解决生态系统结构和功能的时空变化、捕捞对生态系统影响等问题.当前,研究主题聚焦于海洋资源管理、生态系统模拟、海洋保护区、生态系统指标等重点群组.研究热点从模型开发和食物网结构向生态系统预测和资源管理研究演变,从而为基于生态系统的水域资源管理和海洋保护区建设等提供科学依据.

为探索千岛湖生态系统现状及其历史变化,根据2016年千岛湖的渔业资源与生态环境调查数据,构建了千岛湖生态系统的Ecopath模型,综合分析系统的能量流动过程、营养级结构和生态系统总体特征.2016年千岛湖Ecopath模型由18个功能组组成,有效营养级范围为1-3.41,牧食食物链的能量流动占系统总能量的56％.系统杂食指数(SOI)、联结指数(CI)、Finn循环指数分别为0.13,0.26和5.15％.千岛湖与其他湖泊和水库比较,其生态系统的各功能组的聚合度较高,联结程度较为紧密,物质再循环比例较高,系统较为成熟.但千岛湖的系统总流量较低为24698.27 t/(km2·a),总初级生产量与总呼吸量的比值为6.51,表明系统总体规模较小且仍处于发展阶段.根据千岛湖生态系统历年变化趋势分析:千岛湖生态系统的总体规模有变大趋势,稳定性和复杂性有所增强,但营养交互关系变弱,系统抵抗外界干扰的能力仍较低.同时,千岛湖生态系统的初级生产者转化效率较低,食物网趋于简单,应采取适当的管理措施,以保障千岛湖生态系统的健康发展.