上海海洋大学
硕士研究生毕业论文工作计划
(开题报告)
课题名称: 姓 名: 学 号: 专
业: 研究方向 所在学院 导师姓名 起止日期 填写日期
复合生态养殖系统中生物稳定同位 素特征 敬永杰
M150302528 渔业资源 渔业资源 海洋学院 管卫兵 2016.12.21
研究生院制表
说明
1、 2、 3、
本计划用钢笔填写(或打印),字迹要工整清晰; 本计划上交两份,研究生院、学院各一份。 本计划须在第三学期内完成。
关于制订毕业论文工作计划的简要说明
1立论依据 复合生态系统是如今比较流行的词。 1984年,马世骏和王如松首次提出了复合生态系 统的观点,认为它由社会、经济和自然三个系统组成,并且三个系统间具有互为因果的制约 与互补的关系。复合生态系统是结构耦合关系,其自然子系统由(土壤、土地和景观)、金 (矿物质和营养物)、火(能和光、大气和气候)、水(水资源和水环境)、木(植物、动 物和微生物)等五行相生相克的基本关系所组成, 为生物地球化学循环过程和以太阳能为基 础的能量转换过程所主导:经济子系统包括生产、消费、还原、流通和调控五个部分;社会 子系统包括技术、体制和文化⑴。 复合生态系统不是单一的系统,而是将不同系统串联起来形成一个更高效,更加可持续 发展的模式。可分为城市复合生态系统, 农林复合生态系统, 石漠化山地复合生态系统,工 业企业复合生态系统,海洋复合生态系统,湿地复合生态系统等。综合起系统的经济、生态、 社会三大效益,才是复合生态系统研究的根本任务。随着人为的不断破坏和资源的日益匮乏, 构建起真正意义上能够可持续发展的复合生态系统是目前最重要的事情。 是最能够还原自然,维持可持续发展的一种复合生态模式。 复合生态养殖就是一种包括农牧渔复合的生态养殖系统 [2]而复合生态养殖则 ,涵盖了陆地,淡水和海水模 式。复合生态养殖作为近年来一种新颖的养殖模式,有着资源利用率高,环保,产品多样, 可持续发展等多种优点,因此对于其研究显得尤为重要。水产养殖作为养殖行业中重要的一 个环节,越来越得到人们重视。 目前传统的水产养殖已经逐渐暴露其弊端, 持续的一面,由于其高氮高碳排放, 呈现出其不能可 逐渐被淘汰,取而代之的是综合养殖方法。综合养殖方 以稻虾、稻蟹、稻鱼等共作为 利用 法,一种为以稻田养殖为代表的典型复合生态系统养殖类型, 主要模式,另一种类型是分池循环水养殖方式。 鱼、虾养殖排放水养殖滤食性水生动物或者大型藻, 采取分池循环水养殖的综合养殖方式, 养殖水经过滤除作用处理后,排放掉或 循环流入鱼虾养殖塘重新利用,这就是经典的陆基多营养层次综合养殖 (IMTA,Integrated 以水稻田 Multi-Trophic Aquaculture) 模式⑶。 陆基生态渔场是在成功实现有机稻或其他有机水生蔬菜如莲藕生产的基础上, 或水生蔬菜种养殖池塘作为净化系统,在实现水稻、蔬菜、鱼、虾蟹等共生的前提下,将其 他高密度养殖系统中如甲鱼、 黑鱼、虾类等高密度养殖产生的池塘污染进行循环利用, 是一 通 种多营养综合养殖模式⑷?对复合生态养殖系统的研究,可以评判其复合系统构建的优劣, 过对模式的改造和优化,最终达到仿自然生态系统的效果, 维持可持续发展。本课题所做的 研究将基于陆基生态渔场,分析其各系统的食物网,营养级结构,对系统构建的优劣给予评 价和改进。 目前比较认可的对复合生态系统的评价方法有以下
标,效益评价指标
[5]
3种:结构评价指标,功能评价指
。国内钟珍梅等使用了能值评价法经济评价评价了不同复合生态农林系 统的结构、功能
与生态经济效益⑹。李谷等使用生态足迹分析和综合指标来衡量复合池塘循 环水养殖系统的可持续发展状况和构建情况
对于生态结构指标评价的方法主要包括 法和稳定同位素分析法。
[7-8]
。
Ecopath with Ecosim( EwE) 模型,胃含物分析
[9]
Ecopath with Ecosim( EwE)模型由于可以对生态系统的很多指标
,在生
进行量化,被国际上许多生态学家认为将成为新一代研究水域生态系统的核心工具
态系统的评价上应用广泛, 如Arregu in-S印chez等运用Ecopath评估了笛鲷科鱼类在墨西
[10]
哥湾西部海湾和尤卡坦大陆架这两个生态系统中所处的地位
。Vega-Cendejas等对墨西哥
60%的能量由碎屑
湾红树林生态系统的研究表明:碎屑在该系统中占有重要的地位,约有 经过微型甲壳动物再传递到各种鱼类的幼体。
同时,鱼类组较低的生态营养效率说明它们很
[11]
少遭到捕食。红树林生态系统为许多经济鱼类的幼体提供了良好的栖息和觅食场所
含物分析法作为历史最久,对生物摄食和食物网分析最有效的方法一直在生态系统中所使 用。
。胃
稳定同位素方法于19世纪70年代开始应用于生物学领域,随后在生态学各领域开始广 泛研究[12]。稳定同位素方法是通过测定消费者的碳氮等比值和测定可能食物来源的碳氮等 比值并作比较,来确定其可能的食物来源、各种食物贡献比例、食物季节性变化及其在不同 环境中的生态营养作用和时空变化从而对生物种群间的相互关系及整个生态系统的能量流 动进行准确定位[13]。稳定同位素方法虽然较之前两种方法来看成本较高,但由于其能正确 指示食物来源,反映生物长期食性特征, 研究多种生物,局限性小;更快捷的进行定量研究
并且取样简单等特点[14]。因此,在生态学领域应用广泛。尤其在自然生态系统环境下,常 常用来评估系统中动植物的营养情况,系统能量流动情况等。
对于复合生态养殖系统中,
最重要的是评判其中碳氮指标。
稳定同位素因其能够很好的
测定碳氮情况,开始应用于复合生态养殖系统。 养级与食物网研究还处在起步摸索阶段。张丹等
目前稳定同位素对于复合生态养殖系统的营
[15]
对稻-鱼(R-F)和稻-鱼-鸭(R-F-D)两
种稻作方式下的鱼、 河蚌、河虾、稻田植物、鸭等使用稳定同位素进行分析来研究两个稻田 中生物的营养级关系和食物网。管卫兵等
[16]
对青草沙实证基地生态操纵池塘中生物的种类
进行了稳定同位素分析,并对其食物网结构作了研究分析。结果发现其营养位范围在 1-3.24 ,池塘中的生物多样性较低。国外将稳定同位素技术运用于多营养综合养殖系统中系 统碳源和氮源的分析[17-18]。可以看出,运用于评价自然生态系统中所使用的稳定同位素方法, 在复合生态养殖模式下依然适用。
主要的参考文献:
1. 黄鹭新,杜澍.城市复合生态系统理论模型与中国城市发展[J].国际城市规 划.2009,24(1):30-36. 2. 梁玉斯,蒋菊生,曹建华.农林复合生态系统研究综述 [J].安徽农业科学,2007 , 35 (2): 567- 569. 3. 管卫兵,王丽.综合养殖是水产养殖可持续发展的必然选择
(4): 264-269.
[J].渔业信息与战略,2016,31
4. 管卫兵,王丽.陆基生态渔场的概念、
—200 .
理论与实践[J].江苏农业科学,2014, 42( 9) : 197
5. 向成华.林农复合生态系统评价指标体系探讨 .四川林业科技,1994,15(3):30-35
[J].生态学
6. 钟珍梅,翁伯琦,黄勤楼等.基于能值理论的循环复合农业生态系统发展评价
报.2012.32
(18): 5755-5762.
7. 陶玲,李谷,李晓丽等 复合池塘循环水养殖系统生态足迹分析[J].渔业现代化 2010,38(4):10-15. 8. 李谷,钟非,成水平?人工湿地一养殖池塘复合生态系统构建及初步研究 化,2006(1):12-14. J].渔业现代 [J]. 9. 刘恩生, 李云凯,臧日伟.基于Ecopath模型的巢湖生态系统结构与功能初步分析 水产学报,2014,38(3):417-425. 10. Arregu in-S 印chez F, Manickchand-Heileman S. The trophic role of lutjanid fish
and impacts of their fisheries in twoecosystems in the Gulf of Mexico [J]. Jour nal of Fish Biology, 1998, 53 (Suppleme nt A): 143-153.
11. Vega-Ce ndejas ME, Arregu in-San chez E. En ergy fluxes in a man grove ecosystem from a coastal lagoon in Yucatan Peninsula, MexicoJ]. Ecology Modelling, 2001, 137: 119133. 12. 冯建祥,黄敏参,林光辉,等.稳定同位素在滨海湿地生态系统研究中的应用现状与前
景[J].生态学杂志,2013 , 32( 4) : 1065
— 1074.
13. 朱国平,朱小艳.南极磷虾种群生物学研究进展 III —摄食[J].水生生物报.2014,38(6)
1152-1160.
14. 李云凯,贡艺,陈新军.稳定同位素技术在头足类摄食生态学研究中的应用
[J].应用生态
学报,2014,25(5)
: 1541-1546.
15. 张丹,闵庆文,成升魁,等.应用碳、氮稳定同位素研究稻田多个物种共存的食物网结构 和营养级关系[J].生态学报,2010,30(24):6734-6742.
16. 管卫兵,苏孙国,何文辉.青草沙水库立体复合生态操纵池塘水生动植物的同位素特征 [J]. 海洋湖沼通报,2015:41-48. 17. Weldrick, C. K.; Jelinski,
D. E.Resource subsidies from multi-trophic aquaculture
affect isotopic niche width in wild blue mussels (Mytilus edulis).2016,157:118-123.
18. Park, Hyun Je., Han, Eun ah.,Lee, Won Chan,et al.,Trophic structure in a pilot system for the in tegrated multi-trophic aquaculture off the east coast of Korea n peninsula as determined by stable isotopes[J].Marine pollution
bulletin,2015,95(1):
207-214.