《Fishes》：A Synergistic Strategy of Fishing Closure and Stock Enhancement to Restore Dongting Lake Based on an EwE Modeling Approach
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全球淡水湖泊正经历快速退化，这引发了人们对近期大规模保护干预措施有效性的担忧。中国“十年禁渔”是世界上最具雄心的渔业休渔措施之一，但其生态系统层面的后果仍缺乏量化评估。研究人员利用2019年在洞庭湖开展的两次季节性调查数据，应用质量平衡的Ecopath wit
全球淡水湖泊正经历快速退化，这引发了人们对近期大规模保护干预措施有效性的担忧。中国“十年禁渔”是世界上最具雄心的渔业休渔措施之一，但其生态系统层面的后果仍缺乏量化评估。研究人员利用2019年在洞庭湖开展的两次季节性调查数据，应用质量平衡的Ecopath with Ecosim模型，评估了禁渔及其与多物种增殖放流的组合在2021年至2030年间对营养结构、能量流动和系统稳定性的影响。模拟结果表明，仅禁渔情景可使生态系统总生产力近乎翻倍，但成熟度指标的改善有限，反映出食物网复杂性的恢复缓慢。在测试的禁渔加增殖放流组合情景中，最高的系统杂食性指数出现在情景S5（从0.24升至0.27），而最高的香农多样性指数（从0.59升至0.64）和总转化效率（从10.80%升至11.12%）出现在情景S1，均相对于2019年基线。基于L9正交试验的层级响应，构建了一个推荐组合情景，包括投放1.04 t鳙、4.30 t草鱼和1.14 t鲢，不额外投放青鱼。在该情景下，模型预测关键功能组的生物量恢复增强，群落重组时间缩短。本研究为预测“十年禁渔”后的生态系统响应提供了参考，也为基于生态系统的增殖放流评估提供了数据支持。
洞庭湖作为中国第二大淡水湖和长江中游典型通江湖泊，历史上是重要的渔业产区，支撑着包括“四大家鱼”（草鱼Ctenopharyngodon idella、鲢Hypophthalmichthys molitrix、鳙Aristichthys nobilis、青鱼Mylopharyngodon piceus）在内的高经济价值鱼类种群。然而，近几十年来，过度捕捞、水利工程、围垦和航运干扰导致湖泊生态系统退化，渔获量显著下降，食物网结构简化，能量流动受阻。2021年起，中国在长江流域及洞庭湖、鄱阳湖实施“十年禁渔”政策，但仅靠禁渔能否恢复生态系统结构与功能尚不明确。增殖放流作为辅助措施被同步推行，但多物种放流组合对生态系统的综合影响缺乏定量评估。以往研究多关注单一措施或单一物种，尚未有研究在通江湖泊中量化禁渔与多物种增殖放流的协同效应。因此，研究人员基于2019年禁渔前的实地调查数据，构建了洞庭湖Ecopath with Ecosim（EwE）质量平衡营养网络模型，模拟2021至2030年间禁渔单独实施及与不同组合增殖放流联合实施情景下的生态系统响应，以期为生态修复策略提供科学依据。
研究人员利用2019年3至7月和9至11月两次季节性调查数据，在洞庭湖沿岸5个采样点使用标准多网目刺网（网目尺寸涵盖5至100 mm）采集鱼类样本，鉴定71种鱼类并测定生物量。结合叶绿素a换算浮游植物生物量、参考文献获取浮游动物、底栖动物和碎屑生物量，构建了包含20个功能组的Ecopath模型（浮游植物、浮游动物、大型植物、底栖动物、虾蟹类、碎屑及14个鱼类功能组）。模型通过Ecopath生态营养效率（EE）等指标进行平衡校验，并使用Ecosampler进行1000次蒙特卡洛敏感性分析。随后，以四大家鱼为增殖目标物种，基于模型推导的生态容纳量（ECC）设定100%、50%、20%三个放流水平，利用L9正交表设计9个禁渔+增殖组合情景，另设仅禁渔情景（S0），共10个情景进行Ecosim时间动态模拟。研究人员还根据各物种水平响应的比较结果，额外构建了一个推荐组合情景（投放1.04 t鳙、4.30 t草鱼、1.14 t鲢，不投放青鱼），并单独模拟评估。
**3.1 营养结构与转化效率**
2019年基线模型所有功能组EE均小于1，模型平衡有效；谱系指数为0.349，蒙特卡洛模拟显示多数功能组相对变异在10%以内。浮游动物EE最高（0.96），?类杂食性指数（OI）最高（0.43）。凶猛鱼类营养级最高（3.77），其次是底栖肉食性鱼类（3.36）。系统总流量中碎屑途径占52.7%，浮游植物途径占47.3%；初级生产者途径从营养级1到4的转化效率分别为8.03%、15.59%、9.36%、5.25%，碎屑途径对应效率为6.29%、16.67%、9.62%、5.18%。88.2%的初级生产力直接进入碎屑，表明能量在低营养级大量积累。
**3.2 仅禁渔情景下的生态系统变化**
与2019年基线相比，仅禁渔情景下2030年系统总生产力从8583.77增至16906.06 t·km?2·year?1（约增加97%），但成熟度指标变化甚微：总初级生产/总呼吸（TPP/TR）仅从1.95降至1.93，净系统生产（NSP）从3883.01降至3844.72 t·km?2·year?1，TPP/TB保持6.05。连接度指数（CI）和系统杂食性指数（SOI）稳定在0.32和0.24，香农多样性仅从0.59升至0.60。功能组生物量在2021至2025年波动明显，至2030年趋于稳定，相对变化范围从-8.51%到+21.66%；凶猛鱼类（鳜、翘嘴鲌、鳡等）增幅最大（+21.66%），鲢（+11.68%）和底栖肉食性鱼类（+11.51%）次之，而小型中上层鱼类、小型底栖鱼类和鲴类下降。
**3.3 禁渔与增殖放流的组合效应**
组合情景进一步改善了生态系统的成熟度和稳定性。相对2019年基线，S5情景下SOI从0.24升至0.27；S1情景下香农多样性从0.59升至0.64，总转化效率从10.80%升至11.12%，循环流量（扣除碎屑）从64.27增至75.65。所有组合情景中，凶猛鱼类和底栖肉食性鱼类生物量增加，小型中上层鱼类和鲴类减少；在S1（四大家鱼均以100% ECC放流）情景下，小型中上层鱼类下降14.95%，鲴类下降12.40%，鳀鱼下降21.35%。
**3.4 不同放流水平的层级响应**
以总生物量（扣除碎屑）、SOI、TPP/TR和总转化效率（TTE）为指标，比较不同放流水平的影响：鳙以100% ECC（1.04 t）放流时总生物量和总转化效率最高；草鱼以100% ECC（4.30 t）放流时TPP/TR最低；鲢以20% ECC（1.14 t）放流时SOI最高；青鱼在各指标上未表现出明显的水平优势。据此构建的推荐组合情景（1.04 t鳙、4.30 t草鱼、1.14 t鲢，不投青鱼）下，模型预测2030年总生物量达1318.09 t·km?2，底栖肉食性鱼类生物量增加43.80%，凶猛鱼类增加34.29%，?类增加28.9%，均高于仅禁渔情景；且大多数功能组在2024年前即趋于稳定，群落重组时间缩短。
**讨论与结论**
讨论部分指出，2019年洞庭湖TPP/TR为1.95，食物链平均长度3.52，低于鄱阳湖（3.63）和全球均值（约4.00），CI和SOI值低，表明系统处于发育阶段且结构简化。禁渔后总生产力大幅提升，但成熟度指标改善有限，这与梁子湖、赤水河等研究一致，说明禁渔可促进关键功能组恢复，但短期多样性增加不明显。增殖放流通过草食性鱼类（草鱼）和滤食性鱼类（鲢、鳙）增强初级生产力向高营养级的传递，同时放流个体为高营养级提供饵料，缓冲捕食压力，缩短波动期。但高放流率并不等于高效修复，S1情景中鳀鱼和小型鱼类因竞争而明显下降，表明放流物种组成和比例至关重要。青鱼因与底栖软体动物食性鱼类竞争，在推荐组合中被排除。研究还指出，放流需与栖息地修复、水文调控等措施配合，且当前模型未纳入江湖洄游的定量数据，Ecosampler敏感性分析未传递至动态模拟情景，情景间微小差异应视为条件性预测而非统计显著差异。结论强调，十年禁渔可降低捕捞死亡率、增加目标物种丰度和生物量；在生态容纳量范围内实施多物种增殖放流可进一步提升食物网复杂性、群落多样性和转化效率。未来需结合长期监测验证模型预测，并考虑针对补充瓶颈物种的多样化放流策略。本研究为长江“十年禁渔”后生态系统响应预测和基于生态系统的增殖放流评估提供了科学参考。
