基于LIM-MCMC模型研究江苏近海北部海域食物网能量流动特征

作者：张虎; 李鹏程; 胡海生; 薛莹^*; 袁健美; 贲成恺; 祝超文; 肖悦悦; 祖凯伟

来源：海洋学报(中文版), 2023, 45(09): 105-118.

• LIM-MCMC模型
• 生态网络分析
• 能量流动
• 生态系统特征
• 食物网

食物网结构特征和能量流动的研究，对于维持海洋生态系统结构和功能的稳定具有重要意义，有助于深入理解海洋生态系统的复杂过程。本研究基于2019-2021年在江苏近海北部海域开展的季节性渔业资源底拖网调查数据，通过构建基于蒙特卡罗马尔科夫链算法的逆线性模型（Linear Inverse Models using a Monte Carlo Method Coupled with Markov Chain, LIM-MCMC），结合生态网络分析（Ecological Network Analysis,ENA）的方法，分析了该海域生态系统状态和食物网能量流动特征，旨在为江苏近海北部海域食物网营养动力学研究提供参考依据。结果表明，该海域生态系统共包含299条能量流动路径，能量流动分布整体呈典型的金字塔结构，各功能群呼吸消耗和流入有机碎屑的能量保持同步性。通过与其他海域比较发现，江苏近海北部海域生态系统的连接指数（Connectance,C）和系统杂食指数（System Omnivory Index,SOI）分别为0.40和0.22，处于较高水平，表明该生态系统不同营养级间的营养联系较为紧密，食物网结构相对复杂，能够在较大程度上抵御外界扰动。总初级生产力/总呼吸（Total Primary Production/Total Respiration,TPP/TR）和Finn’s循环指数（Finn’s Cycling Index,FCI）分别为1.05和5.76%，表明该生态系统对能量利用效率较高。此外，约束效率（Constraint Efficiency,CE）、发展程度（Extent of Development,AC）、协同效应指数（Synergism Index,b/c）和主导间接效应（Dominance Indirect Effects,i/d）也表明该生态系统具有较高的系统发展程度、再生潜力和系统发展空间。本研究将有助于为江苏近海北部海域生态系统的修复和渔业资源的可持续利用提供理论基础，为实施基于生态系统的渔业管理提供科学依据。

• 单位
  江苏省海洋水产研究所; 中国海洋大学