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1材料与方法
1．1数据来源
本研究所用数据主要来自于连云港海州湾渔业生态修复水域2003年度5月(春季)、8月(夏季)和10月(秋季)渔业资源大面调查，其中游泳生物调查使用有翼单囊拖网，底栖生物调查使用阿氏拖网，浮游生物调查使用浅海Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ浮游生物网。样品鉴定和分析按照《海洋调查规范》(GB/T12763．6-2007)执行。调查区域34°52．00'～34°58．00'N、119°21．150'～119°34．800'E。
1．2Ecopath模型建立
1．2．1功能组划分
构建模型所需功能组通常既可以选择生态学或分类学地位相似物种的集合，也可选择单个物种或单个物种某个生长阶段(幼体或成体)的集合，而且一些具有重要经济价值或生态功能的物种，也可单独列为一个功能组。例如，林群等在研究渤海生态系统时将鳀鱼(Engraulisjaponi-cus)、小黄鱼(Larimichthyspolyactis)口虾蛄(Ora-tosquillaoratoria)等单独列为功能组。段丽杰等在研究珠江口近海生态系统时将具有重要经济价值的竹筴鱼(Trachurusjapenicus)、蓝圆鰺(Decapterusmaruadsi)、刺鲳(Psenopsisanomala)列为独立功能组;吴忠鑫等在研究荣成俚岛人工鱼礁区生态系统时将生物量较多且生态功能重要的许氏平鮋(SebastesschlegeliHigendorf)、大泷六线鱼(Hexagrammosotakii)，刺参(OplopanaxelatusNa-kai)等单独列为功能组;李云凯等在研究太湖生态系统时将青鱼(piceus)、鲢鱼(Hypophthal-michthysmolitrix)、鲫鱼(Carassiusauratus)、鳙鱼(Hypophthalmichthysnobilis)、鲤鱼(Cyprinuscarpio)等在太湖中具有代表性的鱼种单独研究。根据对象生物的生态位，习性及食性特点，海州湾渔业生态修复水域海洋生态系统的能量流动模型共划分成14个功能组。分别为:碎屑、浮游植物、浮游动物、头足类、虾类、蟹类、软体类、棘皮类、杂食性鱼类、口虾蛄、小黄鱼、鯷、肉食性鱼类(黄鮟鱇)，草食性鱼类等。
1．2．2参数确定
功能组的生物量通过现场调查计算得出，单位与能流单位相同(湿重，t/km2/a)。由于部分功能组是由多个物种组成，P/B(生产量/生物量)与Q/B(消费量/生物量)难以得到，因而参考纬度和生态系统特征与海州湾大体相同的渤海中的功能组，并参考Fishbase数据库中的数据来确定P/B与Q/B的值。功能组的食物组成主要来自于采样鱼类的胃含物分析和相关文献数据。
1．2．3模型调试
为了使模型保持平衡，需要对模型进行多次调试，最终使得各功能组的EE(生态营养效率，EcotrophicEfficiency)≤1。当初次输入数据，运行模型后，总会有一些功能组的EE＞1(不平衡功能组)，通过反复调整不平衡功能组各项参数，直至所有功能组的EE≤1，模型保持平衡。
2结果与讨论
2．1连云港海州湾渔业生态修复水域生态系统
Ecopath模型通过对模型的不断调试，得出连云港海州湾渔业生态修复水域生态系统Ecopath模型。
2．2海州湾渔业生态修复水域生态系统的营养级结构
低营养级能流在系统中占较大比例，营养级I流向碎屑的能流为10144．00t/km2/a，占总流入碎屑量的53．40%。位于营养级I的功能组为碎屑和浮游植物，碎屑不是有机体，没有呼吸作用，浮游植物的呼吸量没有进入系统内部循环利用，因此，营养级I的呼吸量为0。对于营养级Ⅱ，其输出量为0，说明处于营养级Ⅱ的功能组(浮游动物)的能量没有流到系统外，全部在系统内循环利用。对于营养级Ⅴ和VI，其各项能量均占总能量的极小部分，如生产量仅占总量的0．03%，说明营养级Ⅴ和VI的功能组能量被系统利用极少。因此，海州湾渔业生态修复水域能流主要在I～IV营养级之间流动。
2．3各功能组间的混合营养效应
连云港海州湾渔业生态修复水域各功能组间的混合营养效应分析，图中白点为正效应，表明对应功能组的生物量会随该功能组生物量的增加而增加;黑点为负效应，表现为抑制作用。从图中可以看出，碎屑、浮游植物作为被捕食者(饵料生物)，对大多数功能组有积极效应。草食性鱼类和杂食性鱼类之间的负效应较为明显，原因可能是二者存在食物间的竞争。此外，生态系统受捕捞的负面影响也比较显著，渔业对营养级较高的肉食性鱼类、杂食性鱼类以及受底拖网作业方式影响较大的虾类、蟹类功能组的负效应显著。
2．4营养级间的能量转换效率
海州湾渔业生态修复水域能量主要在6个营养级间流动。初级生产者到营养级II的转化效率为9．50%，略高于来自碎屑的转化效率，为6．90%。初级生产者转化效率为14．20%，碎屑转化效率为13．60%，总的能量转化效率为13.80%，高于林德曼10．00%转换效率。在能量流动比例中，来源于碎屑的占46．00%，来源于初级生产者的占54．00%。因此，该水域生态系统能量通道以牧食食物链为主，总的能量转化效率高于林德曼所估计的水体平均能量转化效率，表明该系统比较有活力。
2．5生态特征参数分析
海州湾渔业生态修复水域生态系统的总体特征参数。海州湾渔业生态修复水域系统总流量为21946．70t/km2/a，系统的净初级生产力为9500．00t/km2/a。连接指数是系统中各物种间的连接紧密程度，值越大表明连接越紧密。系统杂食指数是消费者所捕食种群的营养级的方差，值越小表明消费者捕食的物种越少。海州湾渔业生态修复水域连接指数和系统杂食指数分别为0．27和0．21。表明海州湾渔业生态修复水域生态系统中各物种连接不够紧密，捕食关系不够复杂，系统还不够成熟。
2．6海州湾渔业生态修复水域生态系统的能量通道
可以看出，该水域生态系统的能量流动途径有两条:①牧食食物链:浮游植物—＞浮游动物—＞软体类—＞鯷—＞小黄鱼—＞肉食性鱼类。②碎屑食物链:再循环有机物—＞碎屑—＞浮游动物—＞软体类—＞鯷—＞小黄鱼—＞肉食性鱼类。可以看出，浮游动物在海州湾渔业生态修复水域生态系统的能量流动中有至关重要的作用。该水域浮游动物优势种类主要有桡足类、介形类、多毛类和毛颚类，这些种类不仅是浮游植物的摄食者，还是软体类，鯷及多种鱼类幼体的主要饵料。
2．7能量流动效率分析
海州湾渔业生态修复水域生态系统的能量流动效率为13．80%，来自初级生产者的为14.20%，来自碎屑的为13．60%，高于林德曼估算的转化率(即水生生态系统转化效率平均为10．00%)，但低于中国近海水域生态效率，如闽南－台湾浅滩和厦门海域16．10%，渤海16．20%等。能量转化效率较高的主要原因:其一可能是该水域浮游动植物较多，生产力较高;其二是可能由于调查数据尚不够充分，部分数据参考同纬度其他海域生态系统模型。与其它同纬度或特征相似的生态系统相比，连云港海州湾渔业生态修复水域生态态统能量流处于上游水平，低于发育程度较高的加拉帕格斯群岛。TPP/TR(总初级生产力/总呼吸量)是反映系统成熟度状况的重要参数，一个成熟生态系统没有多余的生产量再利用，TPP/TR值应接近于1。但在生态系统发育的早期，总初级生产力超过系统总呼吸量，其值大于1。连云港海州湾渔业生态修复水域的2003年TPP/TR值为4．51，表明该水域生态系统很不成熟。成熟系统的另一特征是物质再循环的比例较高，能流的循环路径较长。荣成俚岛人工鱼礁区的FCI(循环指数)为0．05，FML(平均能流路径)为2．62;枸杞岛海藻场的FML为2.95。本模型中FCI为0．03、FML为2．22，表明系统生产力中贡献给物质和能量再循环的比例较低，系统能量在系统中流动的路径较短。连接指数(CI)是系统中各物种间的连接紧密程度，值越大表明连接越紧密，系统杂食指数(SOI)是消费者所捕食种群的营养级的方差，值越小表明消费者捕食的物种越少。CI和SOI的值越大，系统越成熟。海州湾渔业生态修复水域生态系统的CI为0．27，SOI为0．21，表明该系统的成熟度和稳定性较低，食物网结构相对单一。综上，连云港海州湾渔业生态修复水域生态系统的成熟度和稳定性较低，是一个正处于不稳定状态的生态系统。
2．8模型总体质量评价
Morissette对全球150个Ecopath模型的质量进行评价，结果显示指数在0．16～0．68，本研究构建的模型的指数为0．41，表明该模型输入数据的可靠性较好，模型的可信度较高但在模型的构建过程中仍然存在诸多生态问题考虑不充分，如模型包含的部分数据来自不同月份、功能组还需进一步细化，模型部分功能组的胃含物分析和鉴定仍存在一定困难，部分功能组胃含物数据参考邻近的渤海生态系统。
3结论
(1)海州湾渔业生态修复水域能流主要在I～VI营养级之间流动。(2)海州湾渔业生态修复水域碎屑、浮游植物对大多数功能组有积极效应;渔业对营养级较高的肉食性鱼类，杂食性鱼类以及受底拖网作业方式影响较大的虾类，蟹类功能组的负效应显著。(3)海州湾渔业生态修复水域生态系统的能量通道以牧食食物链为主，总的能量转化效率高于平均，系统比较有活力。(4)海州湾渔业生态修复水域生态系统中各物种连接不够紧密，捕食关系不够复杂，系统还不够成熟。(5)海州湾渔业生态修复水域生态系统尚未发展成熟，还有较大的发展空间，可为鱼类等主要消费群体提供较多的能量供给。
作者:张硕 王腾 符小明 张虎 作者:上海海洋大学 海洋科学学院 大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室 江苏省海洋水产研究所
