近日，我院黄凌风教授课题组联合自然资源部第三海洋研究所和上海海洋大学的合作伙伴，在水产学领域高水平期刊Aquaculture上在线发表了题为“The ecological functions and risks of expansive bivalve-macroalgae polyculture: A case study in Sansha Bay, China”的研究论文。该论文利用Ecopath模型比较了2010和2019年的福建三沙湾食物网结构和生态系统特征，并基于Ecopath with Ecosim（EwE）探究了贝藻养殖扩张对海湾生态系统的“双刃剑”效应，为我国近海海湾养殖生态系统管理和规划提供科学依据。
研究背景
贝藻养殖在缓解区域水体污染、提供新型栖息地及降低区域气候变化影响等方面有着重要作用，且该模式在国内正逐步形成产业化蓝碳，进一步刺激了贝藻养殖业的扩张。然而，贝类排泄物沉降及大型海藻碎屑凋落仍会造成底部水体缺氧和养殖污染。三沙湾是我国典型的封闭海湾养殖生态系统，湾内贝类和大型海藻养殖产量在2018年已分别超过13万吨和17万吨，而贝藻养殖的扩张对封闭海湾生态系统的影响和潜在风险仍未进行科学评估。因此，本研究基于EwE方法分析贝藻养殖扩张对于生态系统结构和功能的影响及潜在生态风险，为近海海湾贝藻混合养殖管理和规划提供有益参考。
研究结果
随着三沙湾贝藻养殖量的增加（2010年~2019年），总系统流量增加了10309.26 g/m2/a，浮游植物贡献的初级生产力（生物量）出现下降，大型海藻初级生产力的贡献量在2019年达到86.5%，而该部分因被渔民收获并无法有效在食物网中进行传递，从而导致上行效应主导的营养瓶颈问题。三沙湾生态系统的总营养传递效率在2010和2019年仅分别为4.16%和4.27%，且TPP/TR（总初级生产力/总呼吸）由1.22增加至1.59，表明生态系统存在冗余且成熟度出现下降。
当模拟移除贝藻混合养殖后，浮游植物生物量增加超2倍且TPP/TR小于1，证实了贝藻养殖模式对于控制水体富营养化及有害藻华爆发有着积极的作用。此外，三沙湾综合多营养层次养殖生态系统较其它单物种养殖生态系统更为成熟，且具有更强的稳健性，对环境变化和人类活动的影响也具有一定的抵抗力。
本研究呼吁在开展大规模海水养殖前，需对养殖物种的规模和配比进行科学评估，以减少生态系统冗余，提高系统成熟度，使我国近海海湾养殖生态系统更具弹性和稳定性。
图1 三沙湾养殖生态系统模型的林德曼脊图
（P和D分别表示初级生产力和碎屑；A和B分别表示2010年和2019年的Ecopath模型）
图2 A. 模拟移除贝藻养殖后的各功能组生物量随时间序列变化图; B. 模拟移除贝藻养殖后各功能组的相对生物量变化图
研究团队
论文第一作者为我院2021届博士毕业生谢斌（目前就职于自然资源部第三海洋研究所），我院周曦杰博士后，自然资源部第三海洋研究所郑新庆、杜建国研究员等也参与了该研究，论文通讯作者为黄凌风教授。该研究主要得到了国家重点研发计划项目资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2022.738549
