东海中北部游泳动物稳定碳氮同位素研究

利用稳定同位素方法分析2009年夏季东海中北部23种游泳动物的类群差异、种间和种内变异。结果显示,东海北部游泳动物种间C、N同位素比值变化范围较大,δ15N值范围为6.9‰~13.4‰,1δ3C值为-20.7‰~-14.7‰。其中虾类生物1δ3C平均值为(-17.06±1.43)‰,δ15N平均值为(10.26±0.84)‰;头足类生物1δ3C平均值为(-16.54±0.97)‰,δ15N平均值为(11.68±0.62)‰;小型鱼类δ13C平均值为(-16.27±0.84)‰,δ15N平均值为(10.36±1.25)‰;大中型鱼类δ13C平均值为(-16.89±1.32)‰,δ15N平均值为(11.25±1.03)‰。方差分析结果显示,4个类群的稳定C、N同位素比值具有显著差异(P<0.01)。种内不同个体间也存在较大差异。线性回归表明鹰爪虾(Trachypenaeus curvirostris)、戴氏赤虾(M etapenaeopsisdalei)、脊腹褐虾(Crangon affinis)、小黄鱼(Larim ichthys polyactis)、蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)和黄鮟鱇(Lophius litulon)6种游泳动物体长和1δ3C值之间存在显著的相关关系,脊腹褐虾、小黄鱼、银鲳(Pampusargenteus)和白姑鱼(Argyrosomus argentatus)4种动物1δ5N值随体长增加发生显著变化。此外,1δ5N值与种间大小格局也具有显著相关性。稳定同位素分析结果表明,东海游泳动物生态位重叠现象明显,种类摄食特化程度不高,营养结构正趋向简单化。     

基于碳、氮稳定同位素研究黄海及东海北部主要鱼类的营养级和食性

本研究通过对2011~2014年间在黄海及东海北部采集的36种海洋鱼类进行碳、氮稳定同位素测定,利用碳稳定同位素比值(δ¹³C)计算底层饵料贡献比(Bp)来确定鱼类的食性,利用氮稳定同位素比值(δ¹⁵N)计算其营养级(TL)。结果显示,这36种鱼类的营养级范围为2.75~4.34,平均值为3.47。其中,4种为完全浮游生物食性,8种为底栖生物食性,完全底栖生物食性为12种,混合食性为12种。中(TL=3.5~4)、低(TL<3.5)营养级的种类占大多数(91.67%),而高营养级(TL>4)种类较少,仅为3种,且全部为混合食性。营养级的研究结果与1986、1992和2004年的研究对比发现,个别种类发生了改变。如蓝点马鲛(Sconberonorus niphonius)营养级有不同程度的下降;而黄鲫(Setipinna t)aty却有不同程度的上升。食性的研究结果与2004、2009和2011年的研究对比发现,有些种类食性发生了较大变化,如白姑鱼(Argyrosomus argentatus);有些种类食性几乎没有变化,如小黄鱼(Larimichthys polyactis)。     

基于碳、氮稳定同位素的大亚湾渔业生物群落营养结构

根据2017年夏季和2018年冬季于大亚湾海域进行的底拖网渔业生物调查,该研究采用碳、氮稳定同位素(δ~(13)C、δ~(15)N)技术,分析了大亚湾渔业生物的δ~(13)C、δ~(15)N基本特征,构建了连续营养级谱,并探讨了不同季节渔业生物营养结构的差异。结果显示,大亚湾海域渔业生物的δ~(13)C介于-19.66‰～-15.19‰,均值为(-17.26±0.86)‰;δ~(15)N介于11.63‰～16.01‰,均值为(13.59±0.96)‰。以小型浮游动物的δ~(15)N平均值作为基准构建渔业生物营养级谱,发现大亚湾海域渔业生物的营养级介于2.99～4.28,鱼类的营养级跨度最广,食性较复杂。运用SIBER模型计算了渔业生物的7个营养结构量化指标,发现部分生物摄食共同的饵料,存在生态位重叠现象。此外,夏季群落营养冗余度比冬季低。     

基于稳定同位素方法分析东海中北部及黄海南部春季主要鱼类的食性特征

根据2010年春季东海中北部和黄海南部底拖网渔业资源调查样品,利用稳定同位素分析方法对该海域内主要鱼类的营养生态学特征进行研究。结果显示,海域内主要鱼类的δ13C比值具有显著的空间差异;调查鱼类主要摄食类型偏底层生物,浮游生物食性类型较少,海域中鱼类的食性类型存在一定空间差别;食源贡献率分析表明,2010年春季小黄鱼(Larimichthys polyactis)的饵料生物组成中,头足类如神户枪乌贼(Loligo kobiensis)是其优势食源贡献者(56.1%),甲壳类如凹管鞭虾(Solenocera koelbeli)也是其重要的食物来源(28.3%)。本研究结果证实了稳定同位素方法在鱼类食性分析应用中的可行性,也为海洋鱼类的营养生态动力学研究提供了一定的参考依据。     

长江口横沙浅滩及邻近水域夏季游泳动物群落结构分析

为了解长江口横沙浅滩及邻近水域游泳动物群落结构状况,分析其是否受河口工程建设的影响,本研究于2019年6月对该水域展开底拖网数据调查,通过分析其优势种、物种多样性、群落结构特征来了解群落结构现状。结果显示,夏季该水域共出现游泳动物68种,种类组成主要以节肢动物和鱼类为主。优势种分别为安氏白虾（Exopalaemon annandalei）、葛氏长臂虾（Palaemon gravieri）和矛尾虾虎鱼（Chaeturichthys stigmatias）,主要为小型、低营养层次和短生命周期的物种。调查水域游泳动物生物多样性指数偏低,群落结构总体不稳定,受环境扰动较大。聚类和排序分析显示调查水域站位大致可分为两组,并且两组组间物种群落结构差异极显著（R=0.825,P<0.01）,主要是受到盐度和水温的影响。总体上看,近年来长江口深水航道和滩涂围垦等工程的建设可能对横沙浅滩及邻近水域游泳动物群落结构造成了一定程度的影响。     

基于稳定同位素方法的珊瑚礁鱼类营养层次研究

以珊瑚礁生态系统中的鱼类作为研究对象,对2006年9月至2007年8月期间在徐闻珊瑚礁海区采集到的鱼类样本分类鉴定后,运用稳定碳氮同位素方法进行鱼类营养层次的分析。结果表明,δ13C值和δ15N值的跨度都很大,δ13C值的范围为–20.98‰～–9.05‰,相差11.93‰;δ15N值的范围为11.66‰～18.15‰,差值达6.49‰。与其他海区相比,δ13C值和δ15N值显得更为富集。由δ15N值计算出来的营养层次表明,徐闻珊瑚礁鱼类分布在两端(杂食性鱼类与高级肉食性鱼类)的只占少数,绝大多数居于中间的层次(低级肉食性鱼类与中级肉食性鱼类)。在134种鱼类中,种类数最多的是以条尾鲱鲤、少鳞代表的低级肉食性鱼类,有70种,占鱼类总数的52%;其次是以细鳞鯻、龙头鱼为代表的中级肉食性鱼类,有47种,占鱼类总数的35%;鰶以斑、前鳞骨鲻为代表的杂食性鱼类和以宽尾斜齿鲨、杂食豆齿鳗为代表的高级肉食性鱼类各有11种、6种,分别占鱼类总种类数的8%和5%。在此基础上选取54种鱼类进行稳定同位素方法与胃含物法分析结果对比,发现约85%的鱼种采用两种方法测定的结果在0.5个营养级的误差范围内一致,只有少数鱼种的差值大于0.5个营养级。由此可见稳定同位素分析法与传统的胃含物分析法所得的结果有很好的一致性,稳定同位素分析法是一种研究海洋食物网营养层次的有效方法。     

基于氮稳定同位素分析的三峡水库主要鱼类营养级研究

运用稳定同位素技术对2018年7月—2019年1月采自三峡库区干流木洞、涪陵、云阳和秭归江段的38种鱼类进行氮稳定同位素分析,同时计算鱼类营养级并构建了鱼类连续营养谱。研究结果显示,三峡库区干流鱼类δ15N值平均值为11.02‰,变化范围为5.31‰~17.79‰。以初级消费者螺类作为基准生物估算出三峡库区干流鱼类平均营养级为2.67,范围为1.47~4.12。营养级大于4级的鱼类仅有1种,营养级位于2~3级之间的鱼类种类数最多,占种类总数的50.0%,其次是营养级大于3级的鱼类,占种类总数的31.6%,不同食性鱼类组合的营养级存在差异。库区干流鱼类营养级的时空差异均不显著,而越靠近大坝的江段食物链长度的季节性波动幅度越大。和水库蓄水运行初期相比,鱼类营养级显著升高且高营养级鱼类的群落结构和营养特征发生了一定程度的改变,特别是拥有较高营养级的短颌鲚(Coilia brachygnathus)在库区干流逐渐扩张并成为优势种,其可能对库区干流鱼类营养结构产生影响。     

东海、黄海秋季渔业生物群落结构及其平均营养级变化特征初步分析

为了探讨东海、黄海渔业生物群落结构长期、连续的变化特征,采取聚类和平均营养级的分析方法研究了连续14年的底拖网秋季调查数据,对该海域主要渔业生物结构的变化阶段和规律进行了归纳与分析,将主要的渔业生物进行了类群划分,并分析了渔业生物群落平均营养级与资源密度之间的关系.结果表明,研究时间范围内渔业生物群落结构的发展分为3个阶段:水母暴发前期(1999-2003年),水母暴发期(2004-2007年)和水母暴发后期(2008-2012年).暴发前期,资源量波峰与波谷变化周期为2年,后期则变为1年.水母暴发后,经过5年的剧烈波动发展,群落结构变化恢复到接近暴发前状态的趋势.此外,研究的主要渔业生物品种可以划分为暴发(沙海蜇)、优势(带鱼和小黄鱼)、异常(竹筴鱼)、常见(刺鲳、银鲳和黄鲫)、水母伴随(白色霞水母和海月水母)和偶见(日本鲭、龙头鱼等)6个物种类群.另据物种资源量在水母暴发前后的发生水平,偶见类群中的物种又可分为前期高后期低(龙头鱼、多棘腔吻鳕等)、前期低后期高(蓝点马鲛、大管鞭虾等)和没有变化(日本鲭)3个小类群,这些小类群中的物种具备了作为生态系统健康状态指示种的特征.最后,14年的渔业生物群落平均营养级与总资源密度对数呈极显著负相关(P<0.001),具体关系式为TL=-0.896 5·ln(CPUE)+14.142 1(TL为平均营养级,CPUE为单位捕捞努力量渔获量),此结果显示在营养级降低的同时会伴随整体资源量的增加,反之亦然.     

基于不同空间插值法的黄海和东海北部游泳动物多样性空间分布研究

物种多样性空间分布是生态学研究的重要内容之一,空间插值法在该领域应用广泛。本研究以2017年5月黄海和东海北部游泳动物多样性为例,选取种类数(S)、Shannon-Weaver多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J)和Margalef丰富度指数(d)来衡量该海域物种多样性,应用反距离加权法(Inverse distance weighted, IDW)、径向基函数法(Radial basis function, RBF)、局部多项式法(Local polynomial interpolation, LPI)、普通克里格法(Ordinary kriging, OK)和协同克里格法(Ordinary cokriging, COK)对上述4种多样性指数进行插值,通过jackknife检验的方法选择适合每种多样性指数的空间插值法。结果表明,对于4种多样性指数,COK结果均最好,而其他4种方法精度较低,且差别不大。COK预测结果表明,S和d都呈现出东南部高,北部次之,中部最低的格局。H′和J也是中部最低,在南部和北部海域差异不大。4种多样性指数在32?N以南海域的高值区范围大致相同。COK可以作为黄海和东海北部游泳动物多样性空间插值的方法。     

运用稳定同位素技术研究长江口及南黄海水域春季拖网渔获物的营养级

利用氮稳定同位素示踪技术,对2005年4-5月长江口及南黄海毗邻水域拖网渔获物的营养级进行了研究。结果表明,长江口海域主要生物资源种类的营养级处于3.19～5.11,集中在3.70～4.65;南黄海海域主要生物资源种类的营养级处于2.46～4.88,集中在3.90～4.40。基于系统基线生物稳定同位素比值的影响,相对南黄海,长江口海域55%生物的相对营养级增加,增加幅度为0.01～0.63,集中在0.01～0.06,其生物数量占了总生物数量的30%;40%生物的相对营养级减少的,减少幅度为0.02～0.74,集中在0～0.21,其生物数量占总生物数量的30%;以上结果接近用胃含物分析法得到的生物营养级空间变幅绝对值。将营养级的胃含物分析结果与氮稳定同位素计算结果相比,长江口9种鱼类2种方法计算结果变幅绝对值为0.01～1.21;南黄海11种鱼类2种方法计算结果变幅绝对值为0.08～1.26;两海域的计算结果变幅绝对值差异较小。结论认为,两海域生物资源种类的营养级存在空间差异,随生物种类差异有所不同;稳定同位素法与胃含物分析法的计算结果差异较小。     

东海北部近海棘头梅童鱼食性及营养级的探讨

对东海北部近海棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)的食性从饵料组成、摄食强度、食性类型和营养级等方面进行了探讨。结果表明:棘头梅童鱼的饵料生物种类数多,组成复杂,选择范围较广,水域差异较大。其空胃率为7.59%,最高饱满指数为188.55‰,平均为24.62‰,单因素方差分析表明摄食强度的季节差异和体长组差异都极显著。棘头梅童鱼食谱较宽,主要摄食糠虾类、磷虾类和桡足类等浮游动物,兼食鱼类和长尾类等游泳动物,属浮游生物食性鱼类。通过计算其生境宽度为2.250,营养级为3.282级,属次级消费层的低级肉食性鱼类。     

东、黄海沙海蜇暴发对游泳动物群落结构的影响

利用2009年秋季在东海北部和黄海南部调查的数据,研究了沙海蜇(Nemopilema nomurai)暴发对游泳动物种类组成、资源密度、多样性和生物个体的影响。结果表明:沙海蜇暴发海域游泳动物总种类数为58种,其中鱼类、甲壳类、头足类种类数分别为38、11、9种;沙海蜇非暴发海域游泳动物总种类数为65种,其中鱼类、甲壳类、头足类种类数分别为43、16、6种。其它各项多样性指数也均表现为暴发海域低于非暴发海域。沙海蜇暴发海域的游泳动物重量CPUE、尾数CPUE和平均体重分别为155.13 kg·h-1、3 733 ind·h-1和41.56 g;非暴发海域的游泳动物重量CPUE、尾数CPUE和平均体重分别为408.69 kg·h-1、12 723 ind·h-1和32.12 g。重量CPUE和尾数CPUE均表现为暴发海域显著低于非暴发海域,平均体重则表现为暴发海域大于非暴发海域。在两类海域的6个共同优势种中,暴发海域优势种的IRI、重量CPUE和尾数CPUE均显著低于非暴发海域。除小黄鱼(Larimichthys polyactis)外,其它5种共同优势种的平均体重均是暴发海域大于非暴发海域。鱼类和甲壳类对于沙海蛰的暴发较为敏感,头足类对于沙海蛰暴发的敏感性相对较低。生物学测定数据表明,沙海蜇暴发海域的带鱼(Trichiurus japonicus)个体大于非暴发海域(P0.05),而两类海域的小黄鱼个体大小则没有显著性差异(P0.05),表明小黄鱼对于沙海蜇暴发海域的环境适应性强于带鱼。沙海蛰暴发和非暴发海域游泳动物群落和个体等方面的差异性与生物对灾害环境的回避和适应性具有直接的关系。     

长江口及南黄海水域春季生物摄食生态的稳定同位素研究

根据长江口及毗邻南黄海水域多种生物的碳稳定同位素比值,计算其摄食生态类型,结果表明,一些生物的摄食生态类型计算结果存在时空与计算方法差异,其原因是生物的食性存在季度或年际上的时间变化,并会随栖息环境的变化而相应发生改变;统一稳定同位素法与胃含物分析法计算生物摄食生态的判断类型后,2种方法计算的结果基本一致,24种共有生物有21种生物的判断结果一致,推断稳定同位素法计算生物摄食生态类型可行。     

基于稳定同位素技术的浙江南部近海主要渔业生物营养级

2016年2月和5月在浙江南部近海拖网采集到33种鱼类和18种无脊椎动物,利用稳定同位素技术测定渔业生物的稳定碳、氮同位素比值(δ~(13)C、δ~(15)N),并以此估算其营养级。研究结果表明:(1)浙江南部近海主要渔业生物同位素比值跨度范围大,δ~(13)C值范围为–19.71‰～–14.01‰(跨度5.70‰),δ15N值范围为7.05‰～13.69‰(跨度6.64‰),其中鱼类的碳、氮同位素跨度范围最大;(2)以滤食性双壳类为基线生物估算浙江南部近海鱼类平均营养级范围为2.66～4.21,甲壳类营养级范围为3.08～3.72,头足类营养级范围为2.83～3.49,腹足类营养级范围为3.54～3.62,渔业生物营养级主要处于3.0～4.0营养级,以初级和中级肉食性种类为主;(3)根据聚类和食性文献资料分析浙江南部近海主要渔业生物存在5种食性类型,包括浮游动物食性、杂食性、底栖生物食性、混合食性和游泳动物食性;(4)根据营养结构特征,浙江南部近海食物网营养结构可划分为4个营养群,初级消费者主要为杂食性种类,次级消费者主要为小型鱼类、虾类及头足类,中级消费者主要为底栖蟹类、腹足类和混合食性鱼类,高级消费者为凶猛肉食性鱼类。本研究建立了浙江南部近海主要渔业生物的连续营养谱,为生态系统的食物网能量流动和物质循环研究提供科学参考。     

基于稳定同位素技术的阳澄湖鱼类群落营养结构研究

为探究阳澄湖水域鱼类群落的营养结构特征, 于 2017 年夏季(7 月)、秋季(10 月)、2018 年春季(4 月)对该水域进行了渔业资源调查, 并利用稳定同位素技术对鱼类群落的碳(δ¹³C)、氮(δ¹⁵N)值特征及其营养结构进行了分析。 研究结果显示, 阳澄湖水域共采集到鱼类 42 种, 隶属于 5 目 10 科 33 属。鱼类的 δ¹³C、δ¹⁵N 和营养级均值分别为 (–24.85±1.77)‰、(15.34±2.19)‰和 3.06±0.64。其中, δ¹⁵N 值与营养级均存在极显著的鱼类食性和季节性差异(P< 0.01), 而 δ¹³C 值在鱼类食性和季节性上未出现显著差异(P>0.05)。阳澄湖鱼类群落的营养结构存在季节差异, 鱼类群落的营养层次(NR)、基础食物来源(CR)、生态位总空间(TA)、群落的整体密度(NND)、聚集均匀程度(SDNND) 和核心生态位空间(SEAc)从 2017 年夏季至秋季再到 2018 年春季, 呈逐渐上升的趋势; 表明 2018 年春季食物源多样性高, 营养冗余程度低。本研究初步构建了阳澄湖鱼类连续营养谱, 丰富了对阳澄湖鱼类群落营养结构方面的研究, 以期为湖泊生态管理和渔业可持续发展提供参考。     

东海陆架区的颗石藻

利用扫描电子显微镜,研究了2007年5月东海陆架区航次调查的颗石藻物种组成,给出了调查海区的颗石藻物种名录,并拍摄了出现的颗石藻物种的显微图像。本次调查共记录颗石藻物种23种,隶属于9个科、4个目,其中绝大多数为异晶颗石藻Heterococcolithophore,少数为同晶颗石藻Holococcolithophore。从出现频率来看,皮球石科Syracosphaeraceae的物种居多,特别是条结藻属Syracosphaera的物种,共出现了7种,占到总物种数的30%之多。赫氏艾密里藻Emiliania huxleyi (Lohmann) Hay & Mohler和大洋桥石藻Gephyrocapsa oceanica Kamptner在本次调查的所有采样站点中都有出现,并且记录了赫氏艾密里藻的3种变型（Type A、Type B/C和Type C）。4种新纪录是皮球石科的两种异晶颗石藻：历史条结藻Syracosphaera histrica Kamptner和边孔条结藻Syracosphaera marginaporata Knappertsbusch;具覆球藻科Calyptrosphaeraceae的两种同晶颗石藻：乳突具覆石藻Calyptrolithophora papillifera (Halldal) Heimdal和粗毛盔球藻Corisphaera strigilis Gaarder,并对它们的形态特征进行了描述。东海陆架区外海受黑潮（Kuroshio）影响的区域,其独特的栖息地环境,有利于颗石藻的快速生长与繁殖,因而出现了较多的颗石藻物种。     

南海北部陆坡海域生态系统营养结构和能量流动分析

陆坡是陆架到深海的过渡区域,具有独特的地理生态环境特征,能量和物质交换活跃。为了解南海北部陆坡海域生态系统状况,实验根据2015—2016年南海北部陆坡海域渔业资源和海洋生态调查数据,利用Ecopath with Ecosim 6.5(EwE6.5)软件构建了由22个功能组组成的南海北部陆坡海域生态通道模型,分析了该海域生态系统营养结构、能量流动及生态系统总特征。结果显示,南海北部陆坡生态系统各功能组营养级范围为1.00～4.47,海豚占据了最高的生态位。关键度指数(KSI)分析表明,中型浮游动物、鸢乌贼为南海陆坡生态系统的关键种。生态系统中能量流动主要以碎屑食物链为主,能量来源于碎屑的比例为52%。生态网络分析表明,系统能量主要分布在6个整合营养级,来源于初级生产者和碎屑的转化效率分别为21.26%和22.39%,系统平均转化效率21.94%。研究表明,南海陆坡海域生态系统具有较高的生态转化效率。