探索伊洛瓦底江豚（Orcaella brevirostris）对奇利卡泻湖生态系统的影响：基于ECOPATH质量平衡模型的视角

《Estuarine, Coastal and Shelf Science》：Exploring the impact of Irrawaddy dolphin ( Orcaella brevirostris) in Chilika lagoon ecosystem: A perspective from ECOPATH mass balanced model

　　恒河海豚对 Chilika 泻湖生态系统的影响已得到解释为了更好地理解 Chilika 泻湖生态系统中的摄食相互作用，使用了三个营养指示物："关键种"、"生态位重叠"和"选择性"共识别出 112 对生态位重叠对，其中虾和蟹是生态位共享最多的群体虾和蟹在食物网动态中起着关键的生态作用**引言**营养相互作用和捕食者-猎物关系是生态学的最基本的原则之一（Odum 和 Helad，1975）。即使是生态系统的稳定性、成熟度和生态系统的恢复力，营养关系也是其负责的要素（Behera 等，2020）。营养相互作用概述了生物的摄食策略、食物物品、食物习性以及在特定生态系统中的生态角色。像"关键种"、"生态位重叠"和"选择性或食物选择"这样的概念理论和指数是营养相互作用工具的一部分。在水生生态系统中，生物从生产者到消费者相互联系。在消费者中，像顶级和中层捕食者（鱼类和中层肉食动物群体，连接初级生产者和顶级捕食者）这样的大型捕食者起着主要的监管作用来控制猎物种群（Ritchie 和 Johnson，2009；Maitra 等，2020）。根据它们在生态系统中的功能，这些主要的监管生物被称为生态系统管理者。关于 Power 等（1996），关键种被定义为"在生态系统和食物网中具有结构作用，尽管其生物量相对较低，因此摄食量也相对较低，但相互连接的物种"。此外，这种捕食影响了特定生态系统中猎物种群的分布模式、丰度、物种组成和种群结构。有时，某些捕食者会吃掉更多的特定猎物，尽管它们在系统中的数量较少，从而导致猎物死亡率的不成比例（Manly 等，1972）。这种影响因素和觅食行为得到了"选择性指数"的良好描述。它通过比较特定猎物的相对丰度与捕食者食物中的相对频率来回顾生态系统的猎物组织（Kimmerer 和 Slaughter，2021）。在类似鱼类群落的情况下，在多种类的热带水生生态系统中，食物分区比栖息地分区更重要（Schoener，1974；Ross，1986）。食物竞争是决定栖息地偏好和生态位重叠的因素之一。在热带生态系统中，一组物种通过共享栖息地和食物资源共存（Hesthagen 等，2004；Gabler 和 Amundsen，2010；Museth 等，2010），并且物种之间和物种内部的变化（特别是在不同时期）在微观水平上被观察到（Encina 等，2004；Novakowski 等，2008）。鱼类的共存可能是不同活动模式的结果（Hesthagen 等，2004）或利用系统不同部分的结果（Amarasekare，2003；Sandlund 等，2010）。因此，特别是生态位重叠研究有助于通过不同物种的摄食生态位来评估群落结构（Corrêa 等，2011）。同样，研究的热带泻湖生态系统"Chilika"以其生物多样性而闻名，被认为是最高产率的生态系统之一。除了其渔业重要性外，它还拥有丰富的恒河海豚（*Orcaella brevirostris*）种群（约 150 头）（Sutaria 和 Marsh，2011）。恒河海豚是孟加拉湾海岸和东南亚地区发现的广盐性鲸目动物物种之一，并被国际自然保护联盟（IUCN）列为濒危（EN）（IUCN，2022）。这种海豚也被视为生态系统健康的指示物种（Gomez-Salazar 等，2012），并且是泻湖系统中的顶级捕食者之一。作为泻湖，其独特的淡水和盐水集合为丰富的生物多样性提供了适宜的环境，形成了一个结构紧凑且生态完整的复杂食物网。由于科学文献中关于 Chilika 营养生态状态的资料有限，仅限于单一物种，在某些情况下仅限于特定猎物的家族水平（Jhingran 和 Natarajan，1966；Karna 等，2014；Karna 等，2016；Mukherjee 等，2016）。此外，Ecopath 质量平衡模型被认为是访问营养动态的一个合适的工具，因为它固有的捕食者和猎物关系原理以及生态群落的生物量及其在系统中的生产和消费（Christensen 等，2005；Pauly 等，1993）。因此，作者使用 Ecopath 质量平衡来分析这些重要的摄食生态学方面。此前，作者组已经在 Chilika 泻湖上进行了 Ecopath 研究（Behera 等，2020）和 Swain 等（2022）。的确，作者感兴趣的是，如果将一个顶级捕食者群恒河海豚加入到系统中，质量平衡模型会如何表现，因此，通过本文，作者试图通过将一个顶级捕食者加入已开发的 Ecopath 模型来阐述生态结构及其动态的变化。在这种情况下，作者提出了两个假设。**H1**：将新的捕食者恒河海豚（*Orcaella brevirostris*）纳入先前开发的质量平衡模型中，对泻湖生态系统产生了影响并表达了一种不同的情景。**H2**：新加入的物种对该泻湖生态系统的生态结构和网络没有影响。**区域片段****研究区域**：Chilika 泻湖位于北纬 19°28'至 19°54'、东经 85°05'至 85°38'之间，水域面积在夏季为 900 平方公里，季风期为 1200 平方公里，流域面积为 4146 平方公里，跨越 Odisha 省的 Puri、Khurdha 和 Ganjam 三个地区，并通过狭窄水道与附近的孟加拉湾相连（Ghosh 等，2006；Bhatta 等，2009）。图 1。**模型**：Ecopath 是一个稳态质量平衡模型，通常被称为——**平衡模型**：在这个修改后的 Ecopath 模型中，所有生态群落的营养水平（TL）值在 1 到 3.8 之间，基础的有机物质来源，如初级生产者（大型植物、海草和浮游植物）和碎屑位于第 1 级；而恒河海豚被发现是顶级捕食者，值为 3.8，其次是鲻形目 3.47，针鱼科 3.39。同样，对于生态营养效率（EE），值从 0 到 0.86 变化。顶级捕食者（恒河海豚）——**讨论**：Ecopath 是一个稳态、质量平衡模型，提供生态系统在给定时间点的快照。其核心假设是每个群落的生物量增益等于其通过捕食、捕捞、迁出和积累在指定时期内的总损失。然而，Ecopath 模型受到输入数据质量和完整性的限制，并且在整合外部环境因素方面的能力有限。这个修改后的泻湖 Ecopath 模型显示出相似类型的——**结论**：这个修改后的 Chilika 泻湖 Ecopath 模型将恒河海豚纳入作为新的顶级捕食者，以评估其生态影响。该研究使用营养动态指数如*生态位重叠*、*关键种*和*选择性*分析了现有静态模型的变化。泻湖的高生产力通过复杂的营养相互作用支持多种物种，其中大型植物和碎屑在捕食者中显示出最低的选择性。底栖群如虾和蟹是——**术语表**：**Ecopath 模型**：Ecopath 与 Ecosim 模型是最广为人知的生态系统模型之一，用于基于生态系统的渔业管理策略。Ecopath 模型是质量平衡模型，基于两个基本方程。**方程 1：生产 = 捕捞 + 捕食 + 净迁移 + 生物量积累 + 其他死亡率****方程 2：消耗 = 生产 + 呼吸 + 未同化的食物****营养水平**：生物在食物网或食物链中的位置。**生态营养效率**：分数——**CRediT 作者贡献声明**：**Prajna Ritambhara Swain**：撰写——初稿，调查，正式分析。**Pranaya Kumar Parida**：撰写——审阅和编辑，撰写——初稿，正式分析，数据管理。**Shreya Bhattacharya**：撰写——审阅和编辑，项目管理。**Basanta Kumar Das**：撰写——审阅和编辑，监督。**未引用的参考文献**：Chesson，1978；Calderon-Aguilera 等，2021；Froese 和 Pauly，2024；Mukherjee 等，2019；Paulya 等，1993；Pianka，1974；Vejan 等，2023。**利益冲突声明**：作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些关系可能会影响本文报告的工作。**利益冲突声明**：? 作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些关系可能会影响本文报告的工作。**致谢**：作者感谢 ICAR-CIFRI 主任提供必要的支持和设施来开展这项工作。Prajna Ritambhara Swain|Pranaya Kumar Parida|Basanta Kumar Das|Shreya Bhattacharya