基于耳石微化学分析的福建水域刀鲚生境履历研究

利用X射线电子探针微区分析技术(electron probe micro-analysis, EPMA)，首次对福建(福州、宁德)沿岸海域采集到的3尾刀鲚(Coilia nasus)进行矢耳石的锶(Sr)和钙(Ca)微化学特征分析，重建其生活史。结果显示，这3尾刀鲚耳石核心区的Sr/Ca值均小于3，且耳石面分析显示核心区均为蓝色，表明它们都属于淡水产卵和淡水孵化；其中，福州海域的1尾刀鲚早期生活史对淡水依赖时间较长，而宁德海域的2尾刀鲚对淡水依赖时间较短。根据耳石从核心到边缘的Sr/Ca值变化线分析及过核心截面Sr含量面分析可以确定，3尾刀鲚均为典型的溯河洄游生态类型；其中，福州海域1尾刀鲚呈现淡水–半咸水型的生境履历，而宁德海域2尾刀鲚呈现淡水–半咸水–海水型的生境履历。本研究首次利用耳石微化学分析技术揭示了福建水域刀鲚生活史和生境履历存在多样性，也证实了宁德三沙湾外海域和闽江口外沿岸海域尚存溯河洄游型刀鲚。本研究为进一步开展福建沿岸水域刀鲚的关键栖息地研究及其资源管理和保护提供了宝贵的基础信息。     

日本有明海及周边水域刀鲚耳石微化学研究

刀鲚在日本仅分布于有明海及与之相通的一些河流中,为重要的渔业资源,现已被列入了"危急种"名录。为探明相关水域该资源种的生活史履历及生境需求特征,本研究利用鱼类耳石微化学分析技术,对采自有明海海区及六角川、筑后川河口水域的刀鲚进行了耳石锶(Sr)和钙(Ca)的微化学研究。耳石由核心到边缘Sr、Ca定量线及Sr面分布分色图谱分析结果发现,3种水域刀鲚个体总体上可分为淡水产卵场起源(即溯河洄游)和非淡水产卵场起源(即海生刀鲚)2种生态类型,其中前者刀鲚中还进一步包含有3种不同淡水、海水间生境履历模式,反映出3种水域分布刀鲚生活史和生境需求的多样性及对不同盐度生境较好的适应性。此外,微化学结果还显示,研究涉及的17尾刀鲚中,有30%是在河口半咸水生境孵化起源。这在一定程度上提示,相关水域除传统淡水起源的资源补充量外,河口域半咸水起源的补充量同样不能忽视。     

信江发现溯河洄游型刀鲚的实证研究

利用电子探针微区分析技术,对2014年8月1日采自江西省余干县瑞洪镇信江(鄱阳湖水系五大河流之一)江段的刀鲚(Coilia nasus)的矢耳石进行了锶和钙的微化学分析研究。元素定量线分析表明,样品的锶钙比值(Sr/Ca×103)波动显著,不仅具有对应淡水生活的低值(Sr/Ca×1033),而且出现了对应于海水生活的高值(3Sr/Ca×1037),显示出其典型的溯河洄游特征。耳石Sr含量的面分析结果与之相同,均具有对应淡水生活的低值(蓝色)区域和海水生活的高值(绿色)区域。这两种耳石微化学类型首次直观地证实,目前距长江河口约1000 km的信江中存在洄游型刀鲚。     

长江短颌鲚耳石Sr/Ca值变化特征及其江海洄游履历

为确证长江刀鲚生殖洄游季节的短颌刀鲚是否为江海洄游个体,采用X射线电子探针微区分析技术(EPMA)研究了2013年4月27日采自长江靖江段的1尾短颌鲚(XGC-A)和1尾长颌鲚(XGC-B)矢耳石的锶(Sr)和钙(Ca)的微化学特征,同时将实验结果与确认是江海洄游型长江刀鲚矢耳石的Sr和Ca的微化学特征进行了比对分析。定量线分析结果显示,短颌鲚和长颌鲚个体的Sr/Ca值均波动显著,不仅具有对应淡水生活的低值(1.59±0.80、1.55±0.74),而且出现了对应于海水生活的高值(4.38±1.33、3.56±0.94),显示出其溯河洄游的履历;耳石元素面分布分析结果同时验证了短颌鲚和长颌鲚均参与江海洄游的事实。研究表明,目前长江中存在参与江海洄游的短颌鲚个体。     

湖南湘江重现溯河洄游型刀鲚

随着十年禁捕政策的实施, 长江刀鲚资源恢复效果已日益凸显, 一些传统栖息地被发现重新有了刀鲚的分布。湖南湘江水域曾是洞庭湖水系内刀鲚的主要分布水域之一, 但洄游型刀鲚长期被认为在该水域已绝迹。近期笔者对 2023 年 6 月 13 日采集自湖南湘江湘阴段的 1 尾刀鲚标本进行耳石微化学特征研究, 以验证其所属的生态类型。结果发现, 该个体耳石锶钙比生境特征可分为 5 个阶段, 其中既有对应于淡水生境的 S_I (1.37±0.60)、S_III (2.80±0.16)和 S_V (2.47±0.62)阶段, 也有对应于河口半咸水的 S_II (5.50±1.10)、S_IV (4.52±0.94)阶段。此外 S_II 阶段有部分锶钙比高于 7, 说明该个体还进入过海水栖息。锶含量面分布分析结果显示, 自核心至边缘亦依次呈现蓝色、 黄绿色、蓝色、黄绿色以及蓝色的不同盐度生境变化的“分色图谱”特征。上述结果确证了所研究个体为典型的溯河洄游型刀鲚。这也首次客观证实了十年禁捕政策实施后, 洄游型刀鲚不仅能够重新自海区经长江进洞庭湖, 而且更能自湖上溯至湘江水域。为保护洞庭湖内及各支流洄游型刀鲚资源, 同时也为持久守护长江十年禁捕的成效, 亟需开展洞庭湖及各支流内洄游性刀鲚的分布和关键生境的调查以及其资源保护。     

基于耳石微化学分析的丹东鸭绿江刀鲚不同生态表型生境履历的研究

为了解东北地区刀鲚(Coilia nasus)的生活史履历特征,2020年7月对丹东鸭绿江水域刀鲚进行调查,获得传统长颌鲚10尾、短颌鲚3尾,并首次采集到“杂颌鲚”6尾。通过电子探针微区分析技术对不同刀鲚进行了研究。耳石Sr和Ca定量线分析及Sr面分布图谱分析结果显示,长颌鲚既有具江海洄游生境履历的生态表型,亦有仅具淡水定居生境履历的生态表型;而短颌鲚及“杂颌鲚”个体则全为河口孵化起源、具江海洄游生境履历的生态表型。结果表明,丹东鸭绿江刀鲚类型的组成非常复杂,生境履历极富多样性,显示其可能是一个独特资源地理种群。     

基于耳石微化学的黄河垦利段刀鲚生活史初步研究

为研究黄河刀鲚(Coilia nasus)生境履历特征,利用电子探针微区分析技术(EPMA)对采集自黄河垦利段5尾刀鲚个体(D1、D2、D4、D5和D6)的矢耳石进行微化学特征研究。定量线分析结果显示,黄河口刀鲚生境履历较为复杂,所有个体核心区Sr/Ca值较低,表明其淡水孵化特征,但随着个体生长表现出不同的生活履历。个体D2生活史较复杂,其生长轨迹多次往返于淡水—半咸水生境,不具备洄游型刀鲚应有的规律性特征;个体D1、D4、D5和D6具有明显的洄游特征,不同的是个体D1和D4的Sr/Ca最大值分别为6.1和6.2,D5、D6生境已延伸至Sr/Ca值较高的区域,最大值分别达到8.44、8.63,但是由于调水、调沙对黄河口盐度变化影响较大,尚不能判断D5、D6个体生境已延伸至海水区域。分析的结果显示了同样的特征,个体D1、D4核心区表现为蓝色,外缘区域表现为蓝绿色;个体D2核心区表现为蓝色、绿色、黄色交替出现,个体D5、D6核心区域表现为Sr值较低的蓝色区域,随着生长耳石外围逐渐形成较为明显的黄色圆环。基于以上结果,本研究重新建立了黄河口刀鲚的生境履历,多数个体孵化和早期的生活主要在淡水生境完成,之后进入盐度较高的区域,往返于半咸水—海水生境中进行索饵、育肥,直至被捕获。以个体D2为代表的群体生活史较为复杂,推测可能是由于当年山东东平湖汛期放水而被动进入黄河的定居型刀鲚。     

鄱阳湖同时存在溯河洄游和淡水定居的刀鲚

为确认鄱阳湖中是否仍存在有溯河洄游的刀鲚个体,利用X射线电子探针微区分析技术(EPMA)研究了采自鄱阳湖星子县水域2尾刀鲚个体矢耳石的锶和钙微化学特征。定量线分析结果显示,上颌骨较短个体(PYCB02)的耳石锶钙比值(即Sr/Ca×1 000)为稳定的低值(1.66±0.54),反映了其淡水定居的生活习性;而上颌骨较长个体(PYCE05)的锶钙比值波动显著,不仅具有对应淡水生活的低值(1.82±0.50),而且出现了对应于海水生活的高值(5.79±0.91),显示出其溯河洄游的"履历"。这些结果更得到了耳石元素面分布分析结果的支持。这两种截然不同的耳石微化学特征类型首次直观地反映和证实了目前距长江河口约800 km的鄱阳湖中同时存在有溯河洄游和淡水定居的两类刀鲚个体。     

鄱阳湖刀鲚耳石的两种微化学特征

为确认鄱阳湖中是否仍存在有溯河洄游的刀鲚个体,利用X射线电子探针微区分析技术(EPMA)研究了采自鄱阳湖星子县水域2尾刀鲚个体矢耳石的锶和钙微化学特征.定量线分析结果显示,上颌骨较短个体(PYCB02)的耳石锶钙比值(即Sr/Ca×1 000)为稳定的低值(1.66±0.54),反映了其淡水定居的生活习性;而上颌骨较长个体(PYCE05)的锶钙比值波动显著,不仅具有对应淡水生活的低值(1.82 ±0.50),而且出现了对应于海水生活的高值(5.79±0.91),显示出其溯河洄游的“履历”.这些结果更得到了耳石元素面分布分析结果的支持.这两种截然不同的耳石微化学特征类型首次直观地反映和证实了目前距长江河口约800 km的鄱阳湖中同时存在有溯河洄游和淡水定居的两类刀鲚个体.     

长江南京江段长颌鲚生境履历的反演研究

利用电子探针显微分析技术(EPMA),对2009年和2014年采自长江南京段的长颌鲚耳石微化学进行了研究,反演了其生境履历.结果显示,这些长颌鲚耳石上元素Sr/Ca值的动态可分为两类.一类Sr/Ca值出现显著波动,不仅具有对应淡水生境的低值(1.87±0.36),而且有对应于河口半咸水生境的较高值(4.80±0.80),甚至出现了外海高盐度生境的高值(7.85±0.57),反映了溯河洄游的生境履历特征.另一类Sr/Ca值稳定3.0以下(14NJC09和14NJCE10),仅反映出在淡水生境中生活的履历.上述结果均得到了耳石Sr面分布的验证.上述“反演”的结果首次发现,传统上认为的一定是溯河洄游的长颌鲚,也可能存在有淡水定居个体.单纯利用上颌骨的长短并不能作为有效判别长江刀鲚资源群体中溯河洄游个体和淡水定居个体的标准.     

长江南京江段长颌鲚生境履历的反演

利用电子探针显微分析技术(EPMA),对2009年和2014年采自长江南京段的长颌鲚耳石微化学进行了研究,反演了其生境履历。结果显示,这些长颌鲚耳石上元素Sr/Ca值的动态可分为两类。一类Sr/Ca值出现显著波动,不仅具有对应淡水生境的低值(1.87±0.36),而且有对应于河口半咸水生境的较高值(4.80±0.80),甚至出现了外海高盐度生境的高值(7.85±0.57),反映了溯河洄游的生境履历特征。另一类Sr/Ca值稳定3.0以下(14NJC09和14NJCE10),仅反映出在淡水生境中生活的履历。上述结果均得到了耳石Sr面分布的验证。上述"反演"的结果首次发现,传统上认为的一定是溯河洄游的长颌鲚,也可能存在有淡水定居个体。单纯利用上颌骨的长短并不能作为有效判别长江刀鲚资源群体中溯河洄游个体和淡水定居个体的标准。     

中华鲟硬组织微结构及微化学的特征探索

为了在中华鲟洄游生态学研究上有新突破,实验首次比较研究了中华鲟3种硬组织(耳石、背骨板和胸鳍条)的微结构和微化学特征。结果发现,耳石结构松散,存在多个耳砂(微晶球霰石球晶)颗粒,且每个颗粒均具有独立的核心;背骨板存在分层现象;胸鳍条结构较为致密,且均一。胸鳍条、耳石中生境元素Co/Ca、Sr/Ca和Ba/Ca比特征变化较为一致,而背板由于分层的原因与前二者有所差异。综合考虑非致死性采样、前处理难度、微结构组成以及生境元素生物积累等优势,笔者建议首选胸鳍条作为基于微化学分析来反演中华鲟洄游及生活史履历研究的最佳硬组织材料。     

鄱阳湖刀鲚的鉴定与资源动态研究

为研究潘阳湖刀鲚资源状况, 2019—2020 年在鄱阳湖开展鱼类资源调查工作, 采集到大量鲚属(Coilia)鱼类, 对这些样本进行了形态学和分子生物学的鉴定。随机测量 112 尾样本的上颌骨长度显著大于头长, 长颌长/头长的范围为 1.00~1.46, 平均为 1.17±0.07。使用线粒体 Cyt b 基因和 D-loop 控制区序列作为分子标记, 对 22 尾随机样本进行物种鉴定, 结果显示 22 尾样本均为刀鲚(Coilia nasus)。对其中 5 尾样本耳石的微化学特征进行了测定, 结果显示耳石锶钙比(Si/Ca)均有大于 3 的过程出现, 表明样本为溯河洄游型刀鲚。2019—2020 年, 刀鲚在鄱阳湖中的单船产量分别达到 8.1 ind/d 和 142 ind/d, 与历史数据相比, 出现了一定的增长。鄱阳湖刀鲚资源量的恢复表明长江禁渔制度实施和取消刀鲚特许捕捞制度取得了良好的效果, 建议进一步开展鄱阳湖刀鲚产卵场调查并加强栖息地保护, 促进刀鲚资源恢复。     

几种前处理方法所获刀鲚(Coilia nasus)耳石年轮的效果比较

本研究较为系统地比较了刀鲚(Coilia nasus)耳石的几种碾磨方法及耳石酸蚀前处理所获刀鲚耳石年轮的效果.结果显示,耳石横截面碾磨法更易获取较为清晰的年轮,而矢状面碾磨法的效果不及前者,但后者在用于耳石微化学的研究中却更有优势.经5％EDTA处理过的耳石,比用1％HC1处理过的耳石,更容易获得较好的年轮效果.本研究还发现,刀鲚耳石年轮形成过程中的一些形态变化,与刀鲚生活史中的生境变化有关联性.     

长江禁渔对鄱阳湖溯河洄游型刀鲚资源恢复效果初报

实施好长江10年禁渔是国家“十四五”工作中的一项重要内容,有效跟踪和客观评价禁渔效果业已成为当下的重大需求。长江刀鲚(Coilia nasus)是长距离溯河洄游型鱼类,在自海入江繁殖洄游过程中所受渔捞压力非常大,资源量已岌岌可危。长江禁渔已于2019年启动实施,以刀鲚为代表聚焦禁渔前后固定生境及相近渔季,对刀鲚资源群体及渔获量开展比较研究,可有效追踪和评价长江禁渔对珍稀濒危鱼类种群数量恢复的效果。本研究基于长达7年间的禁渔前(2014—2018年)、后(2019—2020年)同期采样监测数据,开展了长江禁渔的效果追踪和评价研究。结果显示,禁渔前(2014—2018年)溯河洄游型刀鲚单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort, CPUE)仅为(0.81± 1.73) [×10–5, ind./(h·m)] [即(1.13±2.42) ind./d],数量占比仅为(1.42±2.41)%;而禁渔后(2019—2020年)刀鲚CPUE高至(66.14±69.74) [×10–5, ind./(h·m)] [即(92.60±97.64) ind./d],较禁渔前增长约82倍;数量占比亦增至(60.56±40.87)%,较前者增长约43倍。本研究首次表明,受益于已实施2年的长江禁渔战略,鄱阳湖洄游刀鲚数量恢复的效果已经凸显。     

巢湖刀鲚食物组成及渔获量变化的初步分析

对2007年8~9月采集的164尾巢湖刀鲚(Coilia ectenes)的食物组成进行了初步分析,并结合历年巢湖鱼类渔获量统计情况,对其渔获量的变化规律进行了探讨。结果显示:巢湖刀鲚8月份主要摄食枝角类,个数组成比例为(73.28±10.00)%,其次是桡足类占(10.05±6.32)%;9月份刀鲚也以摄食枝角类为主,组成比例(46.18±13.58)%,其次为桡足类占(34.70±11.21)%。同时刀鲚食物中还发现少量微囊藻。刀鲚渔获量由1990年的3728 t上升至2007年的9540 t,平均占总渔获量的比例为(58.05±4.22)%;刀鲚绝大部分个体在80 mm以下,体重在2 g以下,生长年龄为0+和1+,代表巢湖刀鲚的主要群体。结果表明:刀鲚是巢湖鱼类的绝对优势种,但存在低龄化现象。     

几种前处理方法所获刀鲚(Coilia nasus)耳石年轮的效果比较

本研究较为系统地比较了刀鲚(Coilia nasus)耳石的几种碾磨方法及耳石酸蚀前处理所获刀鲚耳石年轮的效果。结果显示,耳石横截面碾磨法更易获取较为清晰的年轮,而矢状面碾磨法的效果不及前者,但后者在用于耳石微化学的研究中却更有优势。经5%EDTA处理过的耳石,比用1%HCl处理过的耳石,更容易获得较好的年轮效果。本研究还发现,刀鲚耳石年轮形成过程中的一些形态变化,与刀鲚生活史中的生境变化有关联性。     

长江口雌性成体刀鲚不同组织的脂肪酸组成分析

刀鲚(Coilia nasus)是一种江海生殖洄游性鱼类,长江口是刀鲚重要的洄游通道。本研究首次关注洄游至长江口卵巢发育比较成熟的繁殖群体的营养状况,并比较分析了其不同组织总脂和脂肪酸组成,为探明长江口水域刀鲚繁殖群体的营养状况及繁殖性能提供参考信息。结果显示,肌肉、肝脏和卵巢中的水分含量依次降低,总脂含量依次增加。饱和脂肪酸(SFA)总量在肝脏中最高,肌肉中最低,3种组织间差异显著(P<0.05);单不饱和脂肪酸(MUFA)中C18:1n9c的含量最高,其在肌肉、肝脏和卵巢中的含量依次为(40.88±0.19)%、(35.06±1.84)%和(42.85±2.14)%,肝脏中含量显著低于其他2个组织(P<0.05);多不饱和脂肪酸(PUFA)、n3-PUFA及二十二碳六烯酸(DHA)含量在肌肉、肝脏和卵巢中依次升高,卵巢中的含量显著高于肝脏和肌肉(P<0.05),而后二者间的差异不显著(P>0.05)。肌肉、肝脏和卵巢中不饱和脂肪酸(UFA)/SFA的比值依次为2.35、1.67和4.49,n3-PUFA/n6-PUFA的比值依次为4.94、3.87和5.13,2组比值均在卵巢中最高,其次为肌肉,肝脏中最低。综上所述,本研究发现,卵巢发育至IV期的刀鲚成体的脂类和多不饱和脂肪酸营养存在向卵巢中选择性积累的特点,这是对该时期刀鲚繁殖活动的一种适应,该结果为进一步探明卵巢不同发育期刀鲚成体的营养需求差异及必需脂肪酸的合成转化途径提供了基础资料。     

温度和元素浓度对Sr在褐牙鲆仔稚鱼耳石中的沉积影响

科学认识鱼类耳石中微量元素沉积与主要水环境因子的关系是基于耳石微化学方法重新构建鱼类生活史及反演其环境履历的重要前提。本研究以环境与耳石中重要元素Sr为例,研究在不同水温(16℃、19℃和22℃)和不同元素浓度(1×、2×和3×Sr)下Sr在褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)仔稚鱼耳石形成生长过程中(孵化后15~93 d)的沉积(Sr∶Ca比)特征。结果显示,在不同水温下,耳石中Sr∶Ca比随水体中Sr浓度的升高呈线性增长,而元素分配系数(DSr)随元素浓度的升高先降低然后趋于稳定。在不同Sr浓度下,耳石中Sr∶Ca比及DSr均随水温升高呈增长趋势,二者在22℃时的值均显著高于在其他水温时的值。耳石中Sr沉积能够表征褐牙鲆仔稚鱼所经历的水环境中Sr浓度和水温的变化,可作为元素指纹应用于褐牙鲆早期生活史的重建和环境履历的反演。     

长江口及邻近海域凤鲚生境履历重建

利用 X-射线电子探针微区技术(EPMA)对长江口崇明和邻近吕四凤鲚(Coilia mystus)耳石 Sr 和 Ca 的微化学进行了分析。定量线分析和 Sr 含量面分布图谱显示,凤鲚耳石核区的 Sr/Ca 比值存在 Sr/Ca<3、37 这 3 种类型,分别对应的耳石核心面分布同心环区域颜色为蓝色、绿色和黄-红色,据此推断长江口及邻近海域凤鲚孵化场存在 3 种,即淡水孵化场、河口半咸水孵化场及海水孵化场。凤鲚个体耳石从核心到边缘的 Sr/Ca比值变化波动极为显著,有对应淡水生活的低值阶段(Sr/Ca<3,最小为 2.04±0.87),也有对应海水生活的高值阶段(Sr/Ca >7,最大为 7.81±0.91),可将凤鲚的生境履历类型分为 4 种类型:淡水河口半咸水型、河口半咸水定居型、河口半咸水海水型和淡水河口半咸水海水型。长江口邻近海域吕四凤鲚有淡水和河口半咸水孵化个体,其生境履历类型包括淡水河口半咸水型、河口半咸水海水型和淡水河口半咸水海水型,而长江口崇明岛海域有海水及河口半咸水孵化个体,其生境履历类型包括淡水河口半咸水型、河口定居型及淡水河口半咸水海水型,这反映了长江口崇明岛及邻近海域吕四 2 个海域凤鲚个体间的共性以及差异性。通过本次研究,首次证明了长江口及邻近海域凤鲚存在 3 种孵化场及 4 种生境履历类型,准确反映了凤鲚个体组成及其生活史的多样性和复杂性。