我国几种常见头足类角质颚碳氮稳定同位素分析

头足类角质颚具有稳定的化学成分和物理结构,其稳定同位素分析已成为头足类生态学研究的主要方法之一。本文分别对4种近海头足类(曼氏无针乌贼、杜氏枪乌贼、短蛸和剑尖枪乌贼)角质颚进行稳定同位素分析,研究角质颚中碳、氮稳定同位素比值(~(13)C/~(12)C,δ~(13)C;~(15)N/~(14)N,δ~(15)N)、摄食生态和栖息环境在物种间的差异,分析可能形成差异的原因以及δ~(13)C、δ~(15)N值与头足类胴长间的相关性,旨在解读不同头足类所生活栖息的渔场,了解它们所处生态系统中的地位,为渔业开发与管理提供材料,同时也为我们可以更好地利用这些物种提供基础。结果表明,4种头足类的平均胴长关系为杜氏枪乌贼剑尖枪乌贼曼氏无针乌贼短蛸(122.72 mm67.93 mm67.93 mm35.3 mm),平均体质量关系为杜氏枪乌贼曼氏无针乌贼短蛸剑尖枪乌贼(70.39 g50.67 g47.35 g19.93 g),其中:曼氏无针乌贼的δ~(15)N值最大(10.81‰±0.38‰),δ~(13)C值最小(-14.98‰±0.55‰),C/N比值最小(3.08±0.03);剑尖枪乌贼的δ~(15)N值最小(8.21‰±0.30‰),δ~(13)C值最大(-13.00‰±0.54‰),C/N比值最大(3.57±0.06)。曼氏无针乌贼可能具有较高营养水平,剑尖枪乌贼、杜氏枪乌贼相较于短蛸、曼氏无针乌贼生活在较浅水域的栖息环境。杜氏枪乌贼与短蛸的δ~(13)C、δ~(15)N值无显著差异(ANOVA,P0.05),它们的生态位圆存在重叠,处于相近的营养级,其他物种间角质颚的δ~(13)C、δ~(15)N值存在显著差异(ANOVA,P0.05),生态位圆无重叠。此外杜氏枪乌贼角质颚的δ~(13)C、δ~(15)N值与胴长(ML)均呈显著的线性关系(δ~(13)C=0.023 6×L_(ML)-17.429,P0.05;δ~(15)N=0.017 6×L_(ML)+6.873,P0.05),而曼氏无针乌贼、短蛸以及剑尖枪乌贼的胴长与角质颚的δ~(13)C、δ~(15)N值相关性不显著(P0.05),说明其摄食习性随体长变化无显著相关。     

头足类生殖系统组织结构研究进展

生殖系统是海洋种类繁殖生物学研究的重点内容。为了更好地了解头足类繁殖生物学特性,对头足类生殖系统组织结构研究进展进行了总结和归纳,较为系统阐述了头足类生殖系统各单元的组成结构及其功能特点。研究认为,头足类生殖系统主要由一个性腺,一对或单根生殖导管,以及一系列的腺体组织或生殖囊等组成。雄性生殖系统的腺体组织较为复杂,但基本组成单元是一致的,主要行使精荚组装的功能,而雌性生殖系统的腺体组织较为简单,但不同种类其组成单元相同,主要行使形成卵壳的功能。分析认为,目前基于解剖学、组织学的研究方法尚无法解释头足类性腺与生殖导管之间的连接、配子成熟后的输入机制、栖息水域环境变化对繁殖系统的影响,以及雄性精荚器异速生长的模式及其废物产生的机制等,建议结合发育生物学、细胞生化学、内分泌学、进化生态学等学科领域的理论和方法,以便更为全面地研究头足类的繁殖系统特性及功能机制。     

眼睛晶体在头足类生活史分析中的研究进展

头足类的眼睛晶体是除耳石、角质颚和内壳之外又一重要的硬组织,其形态结构稳定、易提取、易保存,记录了头足类的大量生物与生态学信息,是研究头足类生活史过程的有益补充。尽管眼睛晶体在年龄鉴定和微量元素分析方面相比耳石和角质颚没有优势,但是在稳定同位素分析方面优势明显。本研究中从眼睛晶体的尺寸、微结构、微量元素和稳定同位素等方面,回顾了其在头足类年龄、生长、摄食、栖息和洄游等基础生活史过程中的应用。综合分析认为,尽管眼睛晶体适合从时间序列上准确的分析头足类的生活史信息,今后的研究仍需要准确掌握眼睛晶体生长纹的周期性,在此基础上确定各层断面形成的确切时间、年龄,进而重建头足类的栖息、洄游和摄食等生活史信息。     

黄颡鱼不同组织碳氮稳定同位素的周转与分馏研究

稳定同位素技术已成为摄食生态学研究的有力手段之一,动物不同组织的稳定同位素周转速率和分馏系数可用于分析其不同生活史时期的摄食状况,进而解释其洄游行为。以黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)为研究对象,通过改变黄颡鱼饵料模拟食性转换过程,研究黄颡鱼不同组织碳、氮稳定同位素周转速率和分馏系数,探讨组织生长及新陈代谢作用对各组织稳定同位素周转的相对贡献比例。结果表明,黄颡鱼各组织碳、氮稳定同位素半衰期分别为28.0 d和35.7 d(粘液),25.8 d和63.6 d(肝脏),106.5 d和64.2 d(鱼鳍),196.9 d和196.8 d(鳃),肌肉的碳稳定同位素半衰期为92.6 d,其粘液、肝脏周转速率较快,鱼鳍、肌肉和鳃较慢。黄颡鱼不同组织碳、氮稳定同位素分馏系数(Δδ13C和Δδ15N)范围分别为-2.1‰~2.0‰和-1.4‰~2.4‰。研究认为,除鳃以外,黄颡鱼其他组织的稳定同位素周转均以代谢作用占主导(60%),生长作用贡献比例较小。黄颡鱼的粘液和肝脏可反映短期内的摄食转换,而鱼鳍、肌肉和鳃则反映较长时间尺度的摄食特征。     

稳定同位素在农产品溯源中研究进展

稳定同位素质谱技术准确度很高,根据元素稳定同位素在产品中比例的不同,可以实现农产品溯源、辨别农产品真伪、判断污染物来源、成矿年代追溯等目的。本文分别从植物产品和动物产品两方面,介绍了轻同位素及矿物元素(以锶为例)在农产品溯源中的研究进展,重点围绕碳、氮、氢、氧和锶稳定同位素在产地溯源中的应用进行了总结。稳定同位素溯源将会不断完善和发展,并广泛应用于地质、生态、法医、考古等更多的领域。     

植物叶片水稳定同位素研究进展

植物叶片水稳定同位素变化可以直接沟通植物叶片内部与外界的物质和能量联系,并能够反映植物生长周围的气候与生态信息.另外,植物叶片水作为参与水循环的一个重要环节,了解叶片水稳定同位素组成有助于揭示其在局地水体稳定同位素循环中的分配与贡献.概述了国内外叶片水稳定同位素研究现况;介绍了叶片水稳定氢、氧同位素在植物体中的分馏过程及形式(热力学平衡分馏、动力学分馏以及生化分馏)以及影响叶片水稳定同位素组成的气象和生态因子;阐述了叶片水稳定同位素修正的Craig-Gordon稳态模型、string-of-lakes模型、Péclet效应的稳态模型、非稳态效应的模型、Péclet效应的非稳态模型以及二维模型的构建与完善过程;最后讨论了植物叶片水稳定同位素研究存在的问题,并从叶片水稳定同位素与气象、生态因子的关系,叶片水蒸腾线的斜率和截距及过量氘的意义,模型适用性的验证以及叶片水稳定同位素在水文循环的应用等方面展望了研究方向.     

稳定同位素在农产品溯源中的研究进展

稳定同位素质谱技术准确度很高,根据元素稳定同位素在产品中比例的不同,可以实现农产品溯源、辨别农产品真伪、判断污染物来源、成矿年代追溯等目的。本文分别从植物产品和动物产品2个方面介绍了轻同位素及矿物元素(以锶为例)在农产品溯源中的研究进展,重点围绕碳、氮、氢、氧和锶稳定同位素在产地溯源中的应用进行了总结。稳定同位素溯源将会不断完善和发展,并广泛应用于地质、生态、法医、考古等领域。     

头足类种群鉴定方法研究进展

头足类不仅是重要的经济软体动物,同时在海洋生态系中扮演着重要的角色。其开发和利用已引起世界各国和地区的重视。从形态学、生态学、生物化学以及分子遗传学等方面,较为系统地阐述了世界各国在头足类种群鉴定方面的研究现状。分析认为,头足类种群结构的研究在世界范围内已经取得了很大的进展,传统的形态学和生态学方法为其鉴定提供了基本的手段,其中利用耳石对其生长和产卵季节等进行推算是当前研究的主要手段之一。生物化学技术和分子遗传学标记的应用,为其研究提供了新的思路。分析认为,头足类种群鉴定还应结合其基础生物学,特别是分类学、生活史和洄游分布等方面的内容。     

地表水硝酸盐的氮·氧稳定同位素研究进展

氮污染特别是地表水硝酸盐污染已经成为人们普遍关注的环境问题。为有效控制地表水硝酸盐污染,最根本的方法就是确定硝酸盐污染源,减少硝酸盐的输入。不同来源的硝酸盐具有不同的氮、氧同位素组成,利用硝酸盐稳定氮、氧同位素对硝酸盐污染源进行示踪已经得到广泛应用。在分析不同来源硝酸盐δ15N与δ18O值的组成特征及其影响因素的基础上,对不同土地利用类型流域条件下同位素技术的应用方法和研究进展进行综述,并对目前研究存在的问题和未来的发展进行总结。     

头足类种群鉴定方法研究进展

头足类不仅是重要的经济软体动物,同时在海洋生态系中扮演着重要的角色。其开发和利用已引起世界各国和地区的重视。从形态学、生态学、生物化学以及分子遗传学等方面,较为系统地阐述了世界各国在头足类种群鉴定方面的研究现状。分析认为,头足类种群结构的研究在世界范围内已经取得了很大的进展,传统的形态学和生态学方法为其鉴定提供了基本的手段,其中利用耳石对其生长和产卵季节等进行推算是当前研究的主要手段之一。生物化学技术和分子遗传学标记的应用,为其研究提供了新的思路。分析认为,头足类种群鉴定还应结合其基础生物学,特别是分类学、生活史和洄游分布等方面的内容。     

运用稳定同位素技术研究千岛湖秋季刺网渔获物的食性和营养级

利用稳定性同位素技术,对2011年9月至11月期间利用浙江千岛湖主要渔具之一的刺网采集的渔获物开展了食物源和营养级的分析研究。结果表明,千岛湖鱼类主要食物源的δ13C值跨度范围较大(-29.7‰~-23.9‰),其中浮游植物的δ13C值最高,颗粒有机物(POM)的δ13C值最低。食物源的δ15N值变化范围较小,以浮游植物最高(8.5‰),颗粒有机物最低(5.1‰)。与食物源的同位素值分布趋势相反,消费者的δ13C值浮动范围相对较小(-29.7‰~-21.6‰),而δ15N值的浮动范围相对较大(5.1‰~14.8‰)。消费者的营养级从1.9到3.6,分属于3个营养等级,鱼类的营养级全部分布在第3到第4营养级之间,且与其食性特征有较好的一致性,但是两种外来种鱼类中的一种草食性鱼类团头鲂的营养级却高达3.4,而肉食性的斑点叉尾的营养级则仅为3.0,说明其在千岛湖的食性均已发生了很大变化。同位素示踪方法研究的结果还表明千岛湖水体中的碳源主要是浮游植物。     

烤烟叶片稳定同位素与致香物质关系的研究

为了解烤烟叶片中稳定同位素与烟叶致香物质间的相互关系,对烟叶中稳定同位素丰度与致香物质间进行相关分析.结果表明:1)碳稳定同位素丰度在烟叶中变异较小,而氮稳定同位素丰度则存在广泛的变异,碳稳定同位素与氮稳定同位素间存在显著正相关关系,而氮稳定同位素与其他化学成分相关性不强;2)烟叶中碳稳定同位素与酯类及其降解产物、新植二烯呈极显著的负相关关系,且碳同位素与致香物质成分间存在不同程度的相关性,而氮稳定同位素丰度与致香物质间相关关系不显著;3)典型相关分析表明,随着烟叶中氮同位素、碳氮比的增加,酯类及其降解产物呈现降低的趋势,非酶棕色化产物呈现上升的变化趋势,表明氮同位素、碳氮比与酯类及其降解产物和非酶棕色化产物之间有着密切的关系.说明烟叶中稳定同位素与致香物质间存在密切的关系,烟叶中不同丰度同位素对致香物质的含量有一定的影响.     

枸杞岛海藻场大型海藻凋落物碳氮稳定同位素分析

大型海藻凋落物分解为海藻有机、无机碎屑参与海藻场C、N等养分循环,对维持海藻场较高的净初级生产力有着重要作用。采用"原位埋袋法",尝试对枸杞岛大型海藻优势种孔石莼(U.pertusa)、细枝软骨藻(C.tenuissima)、舌状蜈蚣藻(G.livida)、瓦氏马尾藻(S.vachellianum)、羊栖菜(H.fusifarme)凋落物的分解过程进行模拟,实验测定分解过程中凋落物有机C含量、有机N含量、C/N和C、N稳定同位素值。结果发现,海藻凋落物δ~(13)C、δ~(15)N值随时间变化趋势变化较复杂,根据凋落物碎屑化过程中不同的分解主导因素,将枸杞岛夏季大型海藻凋落物大致分为淋溶分解期(0~11 d)微生物分解期(11~42 d)。经分析计算,在构建海藻场食物网时,海藻凋落物δ~(15)N值在分解过程中有一定的变动,对同时摄食海藻植株和海藻碎屑的杂食性的初级消费者营养级造成0.4左右偏差。     

群落水平食物网能流季节演替特征

稳定碳、氮同位素比值分析技术是研究生态系统中物质循环与能量流动的有效技术。δ¹³C可以用来判断食物网中不同生物的能量来源;δ¹⁵N主要用于确定生物在食物网中所处的营养位置。通常用δ¹³C-δ¹⁵N图来表征某一特定时间或空间的食物网结构,但是这种方法在比较不同时间和空间食物网结构中功效较差。同时这种定性描述食物网结构也无法满足食物网复杂变化下的假说验证。应用环形统计方法,以太湖梅梁湾鱼类群落为例,定量评价了群落水平食物网能流季节演替特征。结果表明太湖梅梁湾鱼类营养生态位移动的季节特征明显。进一步物种水平分析结果表明,各种鱼类角度和幅度随季节均有变化。Rayleigh检验结果表明,群落中不同种类在秋冬、冬春和夏秋均有显著的一致的方向变化;而春夏期间不显著。Watson-William检验结果表明,群落水平的鱼类营养生态位移动在秋冬和冬春季节转换中有显著差异。引起鱼类群落水平营养生态位在食物网空间中季节性移动的主要因素为可利用资源稳定同位素的季节变化和不同鱼类种群自身的食性季节性转变。同时,由于梅梁湾食物网鱼类群落杂食性水平高,季节性浮游初级生产力成为食物网能量流动的重要驱动作用。因此,在富营养化生态系统中,食物网群落水平营养生态位季节波动也暗示了系统稳定性的下降。定量评价食物网变化有助于认识和理解食物网结构与功能在生态学和生态系统管理等方面的重要。     

饲料中C3植物含量对牛组织中稳定同位素碳、氮组成的影向

研究了饲料中C3植物含量不同时对牛不同组织中稳定性同位素碳、氮组成的影响。18头12~14月龄的青年牛随机分为6组,分别饲喂C3植物含量为50.0%、60.0%、70.0%、80.0%、90.0%、100.0%的饲料,132 d后屠宰。利用同位素比值质谱仪测定了牛尾毛、脱脂牛肉、粗脂肪、各种饲料的δ13C和δ15N值。结果表明,牛组织中碳同位素主要受饲料的影响,牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C值随着C3植物含量在牛饲料中的比例增大而降低,并且均与C3植物含量呈极显著的负相关关系,用牛组织中的δ13C值可以预测饲料中C3植物所占的比例。牛组织中的氮同位素一定程度上受饲料因素的影响,但未随C3植物含量呈现规律性变化。牛不同组织中δ13C和δ15N与饲料之间的富集或贫化比例与其他报道并不一致。     

基于稳定碳同位素技术的养殖贝类碳源分析

贝类养殖作为碳汇渔业存在一定疑义,为了更好地解释贝类的碳汇功能并明确其碳源,应用稳定碳同位素技术对3种养殖贝类的碳源进行了分析。研究结果表明:3种养殖贝类的贝壳δ13C值介于-6.9‰~-6.3‰,软体组织δ13C值介于-23.2‰~-21.9‰,贝壳与软体组织δ13C的富集程度表现出负相关关系。3种养殖贝类的贝壳主要碳源为海水中的溶解无机碳(DIC),其次为溶解有机碳(DOC),两者合计贡献率在86%以上。3种贝类软体组织的主要碳源为悬浮物,其次为沉积物,两者合计贡献率在94%以上。贝壳与软体组织在碳源选择上具有极显著的差异性(P0.01)。沉积物即泥沙不是贝壳碳的主要来源,转化成贝壳的碳绝大多数来自于海水的DIC,这使得海水中的DIC浓度下降,从而促进大气中CO2向水体转移,起到了间接固碳的作用,因此贝类养殖具有明显的渔业碳汇功能。     

海洋头足类活性物质的功能特性研究进展

头足类盛产于我国东海地区,海洋头足类作为辅食和药物已具有悠久的历史。随着生物技术的进步和海洋资源的不断开发和利用,头足类动物的研究也逐渐深入;有学者对头足类动物加工的副产品提取物的功能特性,如抗肿瘤、抗氧化、免疫功能调节、降血脂血压等作了大量的深入研究。近年来,头足类动物成为功能食品和新型海洋药物开发和利用热点而备受人们的青睐。因此,本文将对近年来常见的几种头足类活性物质的功能特性研究进行综述。     

突变论模型在生态系统研究中的应用

该文简要介绍了突变理论的基本概念，详细分析了折迭突变模型和尖点突变模型．对突变理论在生态系统研究中的应用，作了简要的分析、评价．通过分析牲畜－草场生态系统中突变模型的建立过程，介绍了突变模型的应用方法之一．