综述:海洋生态系统中经济与生态的平衡:基于生物经济学的捕食者-猎物模型

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Ecological Modelling 2.6

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  这篇综述推荐语:该研究通过博弈论模型(Nash均衡)将摩洛哥渔业中欧洲鳀鱼(Engraulis encrasicolus)和鮟鱇鱼(Lophius budegassa)的捕食者-猎物关系与FENIP、MIPROMER企业的经济决策耦合,结合Lotka-Volterra方程和KKT优化条件,为可持续渔业政策提供量化依据。

  

物种概述与分布
欧洲鳀鱼和鮟鱇鱼是摩洛哥海域的关键物种,其生态分布数据源自摩洛哥垂钓指南和IUCN红色名录。鳀鱼作为鮟鱇鱼的主要猎物,两者的种群动态直接影响渔业资源的可持续性。

参数估计方法
研究采用多学科方法校准模型参数,包括文献综述、专家咨询和实证假设。关键参数如自然增长率(r)、捕食效率(α)通过最大似然估计和贝叶斯方法确定,确保模型可靠性。

生物模型构建
基于改进的Lotka-Volterra框架,模型引入Logistic增长项描述鳀鱼种群(X)的环境承载力(K),鮟鱇鱼(Y)的捕食压力则通过Holling II型功能反应量化。微分方程组如下:
dX/dt = rX(1-X/K) - αXY
dY/dt = βαXY - mY
其中β为能量转化效率,m为捕食者死亡率。

生态政策建议
敏感性分析显示,捕捞强度超过阈值0.45时将引发种群崩溃。建议实施动态配额制度,结合声学监测技术实时调整捕捞努力量(E1, E2),并建立海洋保护区网络保护产卵场。

生物经济模型
将FENIP和MIPROMER的利润函数(πi = piqiEi - ciEi2)嵌入生态约束,通过LCP算法求解Nash均衡。结果显示当鮟鱇鱼市场价格(p2)超过18美元/kg时,竞争将导致鳀鱼种群下降30%。

结论与展望
该模型首次在摩洛哥渔业中整合企业级竞争与多物种动态,证明通过MatCont软件的分岔分析可识别临界管理点。未来需引入气候变化变量,并扩展至多智能体博弈框架。

作者贡献声明
Khalid Outaaoui主导模型构建与论文撰写,Youssef EL Foutayeni负责方法学验证,Ilham Ait El Harch完成数据分析。研究获IRD的TAPS项目支持,无利益冲突声明。

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