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《华东师范大学》 2004年
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太湖渔业和环境的生态系统模型研究

宋兵  
【摘要】:太湖是中国第三大淡水湖,水域面积2338km~2,占太湖流域湖泊总面积的74%,具有蓄洪、供水、渔业、航运、旅游、科研等多方面的生态服务功能,为太湖流域的可持续发展提供了不可替代的自然支持系统。近40年来,太湖流域经济发展极为迅速,1999年以仅占全国的0.4%土地面积创造了占全国10.1%的GDP。在经济高速发展的同时,太湖所承受的捕捞强度和污染负荷日益增加。湖泊水质平均十年下降一个等级,水体富营养化严重,生物多样性显著下降,渔业捕捞面临严重的小型化和低值化问题。2000年,太湖被国家环保总局列为“三河”“三湖”水污染防治计划及其规划的重点对象之一。计划在1997~2010年间投资204.3亿元,解决太湖的富营养化问题。此外,每年为维持太湖渔业资源所投放的鱼苗高达410~924×10~4尾。然而,有关太湖污染治理和渔业管理的工作尚未在“生态系统的架构”下统一管理目标和行动。比如在强调污染源控制的同时,湖泊生态系统的恢复工作尚未充分展开。渔业生产仍然着眼于短期利益,捕捞结构不尽合理,捕捞强度控制不力,过度的捕捞和养殖仍然在加速破坏太湖生态系统的正常结构。 为探讨太湖生态健康恶化的成因,解决其环境污染和渔业资源衰退的问题,有关科研单位对太湖的环境、生态、渔业和生物资源等,进行了多次大规模的调查和长期的监测统计工作,开展了许多深入的研究,积累了相当全面、系统的基础资料。但是,以往的研究大多只针对生态系统中一种或几种环境、生物因子,未能充分整合有关太湖完备的基础数据和资料。采用基于食物网的计算机模型,从整个生态系统的角度来探讨渔业和环境影响的研究在国内也不多见。本论文综合运用生态学、水生生物学、生态经济学以及计算机科学的理论和方法,构建了反映太湖生态系统结构和发育过程的EwE模型,得出了量化和综合的结果,对太湖的渔业和环境决策也具有一定的指导意义。该论文首次从生态系统发育(ecosystem development)的角度,指出“幼态化”是太湖生态系统结构的现状特征,其发育的过程是由“成熟态”向“幼态”逆向演替;对太湖生态系统的发育进行了动态模拟,得出了与其发育进程相一致的结果,分析了渔业和富营养化 摘要 一一一一一一一一---一-一--一一一 对生态系统发育影响的“下行”和“上行”机制;对太湖生态系统各功能组以及 渔业之间的相互关系进行了量化分析,并对相关捕捞策略进行了动态模拟,指出 适当降低捕捞强度,尤其是控制对顶级捕食者的捕捞,可显著改善太湖生态系统 的结构,提高渔业收益;运用生态系统服务和自然资本评价的理论和方法;首次 对太湖生态系统的服务价值进行了初步研究,指出其服务价值主要由间接使用价 值构成,太湖生态系统的服务功能在30年间遭到了严重破坏。具体结果及结论 如下。 1.太湖生态系统结构的Ecopath模型分析 构建了一个具有22个功能组的Ecopath模型,并利用其基本分析和网络分 析(network analysis)功能,对1 991~1 995年间太湖生态系统的结构和特征进 行了量化和系统的研究。整个太湖生态系统主要由4个整合营养级构成。由于水 体的富营养化,营养级I的营养流量(湿重)达9956.107灯bllZ行ear,然而其利 用率极低,浮游植物和碎屑的生态营养效率(ee以rophic efficiency)仅为0.413 和0.326。小型鱼虾类如刀鳞、新银鱼、野杂鱼和虾蟹类等在系统中占优势地位, 其生产量和营养流量分别占所有鱼虾类的84.26%和86.18%。刀鳞、野杂鱼等低 值鱼类与新银鱼之间的饵料重叠指数较高,分别为0.963,0.845,表明其间存在 激烈的饵料竞争关系。红白鱼对大多数鱼虾类的混合营养负效应(negative而xed thophic effect)都较低,对新银鱼和虾蟹类反而表现出正值。渔业捕捞对大部分 鱼虾类,尤其是对大中型鱼类的混合营养效应都表现出较高的负值,其影响程度 大大超过了系统中的顶级捕食者。过高的净初级生产力(NPP)、净初级生产力/ 呼吸(NPP瓜)以及较低的联结指数(CI)、系统杂食指数(soI)和Finn、循环 指数(FCI)等,则表明太湖是一个典型的尚处于“幼态”的生态系统。 2.太湖生态系统发育的Ecopath比较研究 采用Eeopath,构建了太湖1 960(1 961~1 965),1 980(1 981~1 985)和1990 (1991一1995)年代的生态系统模型。比较了这3个模型在基本生态参数、系统 总体特征、食物网关系以及营养流的分布和循环等方面的差异。模型参数估计表 明,大中型鱼类尤其是肉食性鱼类的生物量在3个年代段均呈现下降趋势,而小 型鱼虾类生物量则显著上升。各种鱼虾类的P忍系数以及捕捞死亡占鱼虾类生产 量的比例在3个年代段均显著上升,表明捕捞压力的日益增强。初级生产力、总 摘要 一一一一一一-一一一-一---- 生物量以及总物流在3个年代段均显著上升。尤其是在1980年代至1990年代之 间,上述指标分别增长了135.7%、40.9%和49.5%。因沉积而脱离系统的碎屑, 1980年代比1960年代增长24%,1990年代比1980年代增长了4.42倍,表明虽 然系统的总体规模?
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X171

【引证文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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5 本版组稿 潘杰 曹海明 王慧梅 楼锋;为了太湖重现碧波美景[N];中国水利报;2008年
6 本报记者 李有军;归去来兮 太湖美[N];人民日报海外版;2009年
7 王学容;苏州吴中,太湖最美的地方[N];文汇报;2010年
8 驻吴江首席记者 黄亮;震泽打造太湖旅居第一镇[N];苏州日报;2010年
9 记者 叶征征;第十三届苏州太湖梅花节隆重开幕[N];华东旅游报;2009年
10 叶玲玲 王三保;太湖界岭创建省级卫生村[N];安庆日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋兵;太湖渔业和环境的生态系统模型研究[D];华东师范大学;2004年
2 杨再福;太湖渔业与环境的可持续发展[D];华东师范大学;2003年
3 陈梦;森林生物多样性理论与方法研究及应用[D];南京林业大学;2005年
4 焦树英;短花针茅草原生态系统对不同载畜率水平绵羊放牧的响应[D];内蒙古农业大学;2006年
5 王发明;基于生态观的产业集群演进研究[D];浙江大学;2007年
6 周梅;大兴安岭落叶松林生态系统水文过程与规律研究[D];北京林业大学;2003年
7 朱仲元;干旱半干旱地区天然植被蒸散发模型与植被需水量研究[D];内蒙古农业大学;2005年
8 黄兴国;稻鸭生态种养对稻、鸭生长与营养品质及生态环境的影响研究[D];湖南农业大学;2008年
9 王惠中;浅海与湖泊三维环流及水质数值模拟研究和应用[D];河海大学;2001年
10 杨华;巢湖和太湖微囊藻毒素的生态学研究[D];中国科学院研究生院(水生生物研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐旭冉;太湖水源地水体异味检测及预警系统研究[D];南京理工大学;2010年
2 王娜;富营养化浅水湖泊太湖中军团菌属的分布及多样性[D];南京师范大学;2011年
3 陈红萍;基于藻生长生理的太湖蓝藻高级观测技术与应用[D];华东理工大学;2012年
4 丁越峰;近10,000年来太湖气候与环境变迁的沉积记录[D];华东师范大学;2004年
5 许帅;太湖中浮游植物受营养盐限制的时空变化规律研究[D];南京大学;2013年
6 邬建勇;太湖水体污染的遗传毒性研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2003年
7 郭志慧;河网面源污染计算方法及太湖湖西入湖河道污染物总量控制研究[D];河海大学;2004年
8 杨美玖;氨氮浓度对太湖附着藻类的定植及演替的影响[D];南京信息工程大学;2012年
9 刘兴盛;太湖风生流及物质输运三维数值模拟[D];河海大学;2005年
10 赵俊杰;面源污染控制的前置库生态系统的构建技术研究[D];河海大学;2005年
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