东海渔业生态系统及其保护区情景模拟分析

1、与、易发表团vww 论文爰表U家 东海渔业生态系统及其保护区情景模拟分析【摘要】：渔业对保障人类粮食安全具有重要作用，已为世界提供了 15%以上的动物蛋白。我国东海渔业资源丰富，是沿近海重要的渔区。 2000年东海海洋捕捞产量达到625.4x104t，占全国海洋捕捞产量的 42.33%。但由于长年的捕捞，东海区渔业资源已发生了显著的变化:渔 获物营养级下降，幼鱼、低值小杂鱼和低营养级品种增加，渔获结构呈 小型化、性早熟、年龄结构简单的趋势。此外自上世纪90年代中后 期起东黄海水域每年7-9月大型水母频繁爆发，导致主要渔业资源密 度下降，影响了正常的渔业生产。为应对我国海洋渔业面临的这些严 峻挑

2、战，从中央到地方各级政府已经实施了一系列海洋渔业管理政策, 包括建立渔业保护区。研究表明,建模方法能够提高对基于生态系统 方法论的渔业管理的整体认知。本文紧密结合渔业生态系统建模分析 方法的国际前沿和我国的海洋渔业管理中的关键问题和迫切需求进 行了系统研究，分析了东海渔业生态系统营养结构特征和现状，揭示了 东海渔业生态系统现有渔业保护区的生态和经济效益,并在此基础上 提出了一些渔业管理政策建议。本文的突出成果和结论主要体现在以 下几个方面。1.分析了东海渔业生态系统现状，揭示了大型水母爆发引 发的生态系统中上层能量反馈和抑制的循环机制通过构建包括初级 生产者和碎屑在内的45个生态功能组和6种捕

3、捞作业方式的东海生 态系统ECOPATH模型，并将大型水母作为一个独立的功能组,分析东 海渔业生态系统现状，并从生态系统能量平衡的角度探讨近年来东海大型水母爆发对生态系统的影响。东海生态系统平均营养级为2.87, 渔获物平均营养级为2.71，拖网和帆式张网渔业活动强度增大是导致 带鱼成幼鱼生物量减少或资源衰退的主要原因之一；能量流动主要发 生在食物网底层部分，系统营养转换效率为14.6%;初级生产量与总呼 吸量之比(P_P/R)为3.4。目前东海渔业生态系统仍处于不稳定和未成 熟的“发育”阶段。针对大型水母爆发问题,提出了 ：1)大型水母对中上 层生物资源普遍具有显著不利影响;2)在大型水母、

4、浮游动物和鲳鱼等 小型中上层鱼类之间可能存在一个由大型水母爆发引发的生态系统 中上层能量反馈循环;3)大型水母爆发初期将破坏生态系统中上层能 量平衡；4)浮游动物生物量的波动可能是抑制大型水母爆发加剧的自 然控制机制之一。2.首次进行了生态系统空间模型(Ecospace)有效性 验证研究以北海生态系统及其Ecospace模型为研究对象，进行了Ecospace模型空间有效性验证研究。结果表明:在起始阶段，模型对不 同功能组的有效性不同;模型对空间生物量预测比实际观测值平滑,表 现为对低密度区域生物量的高估以及对高密度区域生物量的低估；模 型对空间生物量具有小幅度高估现象;模型对预测空间生物量峰值

5、的 作用有限;如果模型在起始阶段对某一功能组空间生物量的预测比较 准确，那么进行动态模拟后模型的预测也会比较可靠。3.揭示了东海渔 业生态系统现有渔业保护区经济和生态效益之间的权衡关系通过东 海空间生态系统Ecospace模型的构建和对东海渔业生态系统现有渔 业保护区进行了四种情景模拟分析，认为东海渔业保护区总体上对渔 业产业有利,但在渔业产业内部各部门之间存在成本收益的权衡或博 弈。而且，在将平均寿命和生物多样性BDI作为衡量生态系统保护效 益的参数时,禁渔线和伏季休渔等大尺度渔业保护区的设立能够实现 渔业生产和生态系统保护的双赢。但这种双赢有待进一步研究和验 证。4.提出了对东海渔业管理的

6、建议(1)鉴于禁渔线的设立和伏季休渔 制度的实施，可以实现渔业生产和生态系统保护的双赢,因此建议加强 对禁渔线以西海域禁渔实施情况的监管,充分发挥禁渔线对东海渔业 资源的养护作用,并继续实施伏季休渔制度。(2)鉴于虾拖网渔业从伏 季休渔中获益显著,而拖网、帆式张网和围网渔业的收益相对较小，建 议适当缩短拖网、帆式张网和灯光围网的休渔期或适度减小休渔范 围。【关键词】：东海渔业生态系统EwE建模保护区权衡【学位授予单位】：华东师范大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2008【分类号】：S937【目录】：中文论文5-98论文摘要5-7ABSTRACT7-12第一章绪论 12-311.1海岸带综

7、合管理与渔业生态系统现状12-151.1.1海岸带综合 管理12-131.1.2我国渔业生态系统现状13-151.2海洋保护区效益模拟 分析现状15-171.3EwE模式及其在渔业生态系统研究中的应用 17-221.3.1EwE的发展及其功能介绍17-201.3.2EwE在渔业生态系统 研究中的应用20-22参考文献22-31第二章东海渔业生态系统现状分 析31-532.1东海渔业生态系统特征31-372.1.1海洋环境31-332.1.2渔 业资源33-372.2东海渔业生态系统的营养结构和能流特征分析 37-472.2.1数据来源与建模方法38-412.2.2结果与分析41-432.2.3

8、东 海生态系统状态分析43-452.2.4大型水母爆发对东海渔业生态系统的 影响45-47参考文献47-53第三章渔业生态系统空间模型及其有效性 分析53-683.1ECOSPACE空间生态系统建模53-553.1.1建模原理 53-543.1.2 建模步骤 54-553.2ECOSPACE 空间有效性验证 55-633.2.1 引言55-563.2.2资料与方法56-573.2.3结果57-613.2.4讨论61-63参 考文献63-68第四章东海渔业生态系统保护区情景模拟分析68-944.1 引言68-694.2东海渔业生态系统环境和资源的空间特征69-754.3东 海渔业生态系统空间建模

9、75-804.4东海的渔业保护区及模拟设置834.4.1东海渔业保护区80-814.4.2模拟设定814.4.3结果分析方法834.5模拟结果83-864.6讨论86-884.6.1MPA设立与渔业生产 86-874.6.2MPA设立与生态系统保护87-88参考文献88-94主要结论 和建议 94-97 致谢 97-98 英文论文98-196ABSTRACT99-104CHAPTERI :INTRODUCTION104-1281.1ICZMANDCHINAFISHERYECOSYS TEMSTATUS104-1081.1.1Integratedcoastalzonemanagement(ICZ

10、M)104 -1061.1.2PresentsituationofthemarinefisheryecosystemofChina106-1081. 2SIMULATIONSONTHEIMPACTOFMARINEPROTECTEDAREAS(MPAs)108-1131.3ECOPATHWITHECOSIMANDTHEAPPLICATIONI NAQUATICECOSYSTEM113-1191.3.1EwEintroduction113-1151.3.2Ap plicationofEwEintheaquaticecosystemresearch115-119REFERENCE:119 -128C

11、HAPTERII :TROPHICSTRUCTUREANDFLOWSOFTHEEASTCHINASEAFIS HERYECOSYSTEM128-1532.1ECSFISHERYECOSYSTEM128-1362. 1.1Marineenvironment128-1312.1.2Fisheryresources131-1362.2STUDY ONTHEEASTCHINASEAFISHERYECOSYSTEMBYTROPHICSTRUCTUREANDFLOWANALYSIS136-1462.2.1Introduction136-1372.2.2M odelconstructionanddataso

12、urce137-1402.2.3Results140-1422.2.4Statusoft heECSanalysisbysummaryandnetworkflowstatistics142-1442.2.5Trophicc ontrolsandfisheryimpactofjellyfishbloomsintheECS144-146REFERENCE 146-153CHAPTERm:ECOSPACEMODELANDTHESPATIALVALIDATION153-1673.1EC OSPACEMODELFORTHESPATLALECOSYSTEM153-1543.2SPATIALVALIDATI

13、ONOFTHENORTHSEAECOSPACEMODELPREDICTIONS 154-1623.2.1Introduction154-1553.2.2Materialandmethod155-1573.2.3R esults157-1603.2.4Discussionandconclusion160-162REFERENCE162-1 67CHAPTERW :MPASSIMULATIONSONTHEECSFISHERYECOSYSTEM167-194 4.1INTRODUCTION167-1684.2SPATIALDISTRIBUTIONOFTHEECS ENVIRONMENTALRESOURCES168-1744.3SPATIALMODELLINGOFFISHERYMANAGEMENTSCENARIOSINECS174-1794.4MPASINT与、易发表团vww 论文发表亏家HEECSFISHERYECOSYSTEMANDSETTINGSFORTHESIMULATIONS179-1834.4.1MPAsintheECSfisheryecosystem179-1804.4.2Simulationsetting180-1814.4.3Analysiso