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三亚蜈支洲岛热带海洋牧场在针对珊瑚礁修复工作、热带海洋牧场建设等方面取得了不错的效果,但珊瑚礁和海洋牧场区域的营养结构、能量流动等仍需要长期的监测评估。受热带海洋季风性气候,蜈支洲岛海域环境呈现出季节性变化。本论文研究了三亚蜈支洲岛珊瑚礁及其毗邻海洋牧场的食物网结构与功能,分析气候变化及人类活动对蜈支洲岛热带海洋生态系统的影响。使用碳氮稳定同位素及混合模型,评估了主要有机物质来源、珊瑚礁生物群落及同位素值的季节变化的原因,揭示其生态系统功能。应用Ecopath with Ecosim 6.5（Ew E）软件构建了包括39个功能组的三亚蜈支洲岛海洋牧场（包括珊瑚礁区）生态系统模型,综合分析该生态系统的营养结构、能量流动和系统成熟度、稳定性等,旨在为蜈支洲岛珊瑚礁生态修复及渔业资源科学管理提供理论基础。研究结果表明:1.珊瑚礁区生物群落季节性变化显著。本研究中在三亚蜈支洲岛珊瑚礁区共收集生物83种类。经NMDS和聚类分析珊瑚礁生物群落按照季节被分为四组。其中,秋冬季节的平均差异最大为82.38,冬季和春季差异最小为54.70。2.不同聚类组的主要有机质来源不同。三亚蜈支洲岛珊瑚礁区有机质来源的δ13C、δ15N值范围分别是为-25.54‰（POM,春季）～-10.03‰（包式团扇藻,夏季）,平均值-19.88±3.43‰;3.60‰（POM,春季）～9.66‰（POM,夏季）,平均值6.91±1.38‰。有机质来源的δ13C平均值为-21.15±2.17‰（远洋）和-14.40±2.29‰（底栖）;δ15N平均值为7.12±1.42‰（远洋）和6.02±0.69‰（底栖）。珊瑚礁区域整体消费者的δ13C值范围分别是-20.28‰（风信子鹿角珊瑚,春季）～-11.40‰（红腹海参,夏季）,δ13C值范围较大,位于整个有机质来源的范围内;δ15N值范围分别是4.74‰（风信子鹿角珊瑚,夏季）～14.80‰（细纹鲾,秋季）。基于δ13C、δ15N值聚类分析珊瑚礁区不同季节的生物类群均被分为四类。3.三亚蜈支洲岛珊瑚礁区食物网营养结构及营养级无季节性变化。三亚蜈支洲岛珊瑚礁区各个功能组的营养结构指标（NR、CR、TA、CD、MNND、SDNND和SEAc）的平均值在四个季节之间基本一致且均无显著性差异（Studentt-test,各个指标均P＞0.4）。基于R语言中的SIBER模型计算了不同季节生物群落之间的标准椭圆（SEAc）的重叠面积百分比。结果显示,四个季节之间消费者群落生态位均存在不同程度的重叠现象（范围为46.91%%～73.34%）,冬春季节的生态重叠百分比最高（73.34%）,秋冬季节的生态位重叠百分比最低（46.91%）。蜈支洲岛珊瑚礁区四季节之间具有相似的食物链长度。4.底栖有机质来源组成是珊瑚礁区的重要食源。珊瑚礁区的四个聚类组别中,第一组与第三组的远洋有机质来源的平均值（分别是51.16%、67.15%）高于底栖来源而第三四功能组是底栖来源高（分别是87.16%、53.12%）。本研究中,底栖有机质来源的贡献率平均值（底栖微藻、大型海藻等,55.49%）高于远洋有机质来源（SOM、POM、浮游生物等,44.51%）,表明三亚蜈支洲岛珊瑚礁生态系统中,底栖微藻和大型海藻是重要的潜在食源。5.蜈支洲岛海洋牧场区域主要以牧食食物链为主且转化效率相对较高。基于Ecopath模型三亚蜈支洲岛海洋牧场生态系统的P指数为0.42,显示该模型具一定的可信度。所有功能组生态营养转换效率值均小于1,营养级集中在1～4.08。三亚蜈支洲岛海洋牧场生态系统食物网内营养流动主要通过牧食食物链（52%）途径实现。营养级Ⅰ流入到营养级Ⅱ的物质流动总量为3611.00t·km-2·a-1;从营养级Ⅱ到营养级Ⅴ的总体能流量随其营养级的增加而逐渐降低,分别为873.30t·km-2·a-1、115.80t·km-2·a-1、16.31t·km-2·a-1。营养级Ⅰ的能流在系统总能流中所占比例最高,为60.81%,流向第Ⅱ～Ⅴ营养级的能量分别占系统总流量的35.21%、3.45%、0.46%、0.06%。各营养级的总流量随营养级的升高而逐渐降低,遵循了生态学能量金字塔规律。总体上,碎屑所占总能流比为42%,来自初级生产者与碎屑的转化效率比例为0.96（11.79%、12.25%）,蜈支洲岛海洋牧场生态系统总转化效率为12.07%,高于林德曼的“十分之一定律”。6.三亚蜈支洲岛海洋牧场生态系统成熟度、稳定性较低。三亚蜈支洲岛海洋牧场生态系统总流量为25760.72t·km-2·a-1,总输出量为0.563t·km-2·a-1（未包含碎屑输出量）,流向碎屑的量(10729.70t·km-2·a-1)与系统总流量比最大,为0.42,其次是总消耗量(10086.35t·km-2,0.39),总呼吸量(4944.10t·km-2·a-1)与系统总流量比为0.19。研究表明目前蜈支洲岛能流主要进入碎屑而未能充分利用,物质再循环是三亚蜈支洲岛海洋牧场生态系统能量利用的主要方式。目前,蜈支洲岛海洋牧场生态系统的生产量大于呼吸量,处于初级阶段且该生态系统的成熟度低、稳定性差,易受外界扰动的影响。7.横带九棘鲈为三亚蜈支洲岛海域关键种群。基于Ew E模型分析发现珊瑚关键指数较低但相对总影响较高（0.76）,SIBER模型也发现珊瑚为关键种群,珊瑚与其他生物功能组之间的直接营养关系不密切是导致其关键指数值较低的重要原因。承载力与现有生物量相差最大的是海胆功能组,其承载力是其现有生物量的22.57倍,承载力可达34.30t/km~2/a。系统中红腹海参等棘皮动物的EE值较低,这类生物的存在会消耗大量的初级生产,但不能有效传递给高营养级生物,使系统内物质能量大量滞留,不利于系统的健康,今后可适当增加采捕,优化系统营养结构。