摘要
海洋渔业资源长期以来一直是人类优质蛋白质摄食的主要来源之一，为人类社会发展提供了源源不断的鲜活水产品。然而随着沿海地区工业化和城市化的推进，我国近岸海域正面临着生境破坏、环境污染、过度捕捞等引起的渔业资源衰退问题，威胁了我国的食品安全和资源的可持续利用。近年来，随着我国打造“蓝色粮仓”战略目标的提出，海洋牧场逐渐成为推动海洋渔业转型升级和新旧动能转换的重要引擎。珠江口万山群岛海域位于粤港澳大湾区南缘，是南海北部传统的海洋渔场，建设有两个国家级海洋牧场示范区。本文以珠江口万山群岛海域海洋牧场为研究区域，以渔业资源为研究对象，从珠江口渔业资源历史变化分析出发，分别就海洋牧场渔业资源群落结构时间变化，关键功能群营养结构与能量流动，稳定同位素生态位及其与环境因子之间的关系等开展相关对比研究，主要的内容和结论如下: (1)本论文以1986-2016年珠江口海域渔业资源调查资料为基础，统计分析了珠江口海域渔业资源经济物种组成结构变化与主要经济物种之间的相关性。结果表明:1986-2000年珠江口渔业资源经济物种的组成结构明显不同于2000-2016年，前者渔业资源经济物种数量显著高于后者(F=6.711，n=1，P=0.017＜0.05)。1986-2000年的主要渔业资源经济物种有:蓝圆鲹（Decapterus maruadsi）、蛇鲻（Saurida filamentosa）、金线鱼（Nemipterus virgatus）、鲐鱼（Scomber japonicus）、乌贼(Sepiidae)、银鲳（Pampus argenteus）、灰鲳（Pampus cinereus），其中蓝圆鲹、蛇鲻、金线鱼等10种表现为相互的显著正相关或负相关(P＜O.05); 2000-2016年的主要经济物种有:周氏新对虾（Metapenaeus joyneri）、 脊尾白虾（Palaemon carinicauda）、 日本蟳（Charybdis japonica）、直额蟳（Charybdist runcata）、凤鲚（Coilia mystus）、锐齿蟳（Charybdis acuta）、亨氏仿对虾（Parapenaeopsis hungerfordi）、口虾蛄（Oratosquilla oratoria），主要渔获物均表现与其它物种的显著正相关或负相关(P＜0.05)。由于渔业资源结构的显著变化，仅有4个优势经济物种在前后两个时间段内保持一致，表明优势经济物种信息可在一定程度反映渔业资源结构，这为进一步研究海洋牧场实施前后渔业资源的变化提供了可能。 (2)本论文利用稳定同位素方法测定了海洋牧场主要渔业资源功能群的δ13C值和δ15N值，比较了休渔期前后珠江口万山岛人工鱼礁和非人工鱼礁之间的动物类群和食物网结构。结果表明，共采集到97种动物（其中无脊椎动物59种，硬骨鱼类38种），其中万山岛休渔期前后的动物类群表现出较大的组成差异。中上层（浮游植物）有机质来源和底栖（碎屑）有机质来源的δ13C和δ15N值分别为-25.80‰ (AWAR-AFM)到-19.29‰(WAR-AFM)和3.32‰(AWAR-B FM)到8.64‰ (WAR-AFM)。不同功能群的δ13C和δ15N水平可用于区分礁区食物网中上层和底栖营养通路。整个动物群和单个功能群的同位素生态位在万山岛人工鱼礁和非人工鱼礁之间重叠，表明两者的同位素功能指数具有等效性。大型无脊椎动物和鱼类的δ13C和δ15N水平在休渔期前后（Pseudo-F1,205=9.67，P=0.001）存在显著性差异。SEAc在人工鱼礁与否(34.02％)和休渔期前后(23.43％)之间的群落同位素空间中显示出较小的重叠，与人工鱼礁建设活动相比，休渔活动引起的同位素生态位分化更加广泛。以上结果表明，万山岛人工鱼礁和非人工鱼礁具有相似的营养结构，可能由于人工鱼礁与非人工鱼礁的群落组成差异不明显有关。尽管营养结构差异不明显，但人工鱼礁的存在，可加速底层营养物质向上传递和利用的效率，增加底层食物链中的营养供应，并最终有助于鱼类等高营养级生产力的提高。因此，人工鱼礁虽不能改变营养结构，但能增加“营养通道宽度”，起到资源恢复的作用。同时也发现，利用稳定同位素获取的食物组成信息与历史文献的食物组成数据得到的结果具有较大差异，而由于稳定同位素技术分析可以反映更长时间的食物组成结构，因此能进一步优化渔业资源评估模型的数据来源，为未来评估珠江口渔业资源提供重要的数据支撑。 (3)本论文比较了万山岛、庙湾岛和外伶仃岛鱼类和大型无脊椎动物功能群的丰度、同位素水平以及它们的生态位与环境因子之间的关系。结果表明，人工鱼礁的建设对珠江口不同区域的生物群落结构影响不大。庙湾岛以底栖生产方式为主，其他区域以浮游生产为主。与庙湾岛相比，外伶仃岛和万山岛鱼类的δ13C水平显著降低，庙湾岛大型无脊椎动物的δ15N水平最高。根据同位素生态位分析结果，万山岛的营养多样性较高，营养冗余度较低。此外，关键水质参数（盐度、pH、温度和化学需氧量）和关键环境指标（深度、溶解氧、叶绿素a、总磷酸盐和透明度）对鱼类和大型无脊椎动物的生态位变化具有解释意义。本文的研究结果有助于了解万山国家海洋牧场内部和周围的生态系统功能，为鱼类和大型无脊椎动物的分层、分级、分区域管理提供依据。 (4)本论文采用Ecopath模型模拟研究了休渔期前后的万山岛人工鱼礁与非人工鱼礁的4个情景、休渔期后庙湾岛人工鱼礁与非人工鱼礁和远离人工鱼礁区的外伶仃岛海域的3个情景，对比分析了休渔期前后、人工鱼礁建设对海洋牧场生态系统结构和功能的影响，以及对生态系统结构和功能的关键生物因子影响。结果表明，WAR-AFM情境中杂食性鱼类（包括褐蓝子鱼、细鳞鯻和斑点鸡笼鲳）的生物量较高(0.2 5t· km-2)，捕捞活动明显改变了渔业资源中营养级生物的组成占比，而低营养级（营养级-Ⅱ和Ⅲ）生物量低影响了该区域生态系统的物质循环和能量流动。此外，休渔制度可能无法保证整个生态系统恢复的持续性，海洋牧场人工鱼礁建设则对生态系统的持续恢复有一定积极影响。混合营养影响(MTI)作用呈现出对食物网结构的自上而下和自下而上的控制效果要强于控制处于中间地位的生物。此外，尽管海洋牧场不同区域之间的关键类群具有显著差异，本文仍发现日本金线鱼和棕腹刺鲀是区分万山和庙湾人工礁区与其他区域的关键物种，为渔业资源的增殖放流和合理捕捞提供依据。
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