基于稳定同位素技术的南湾水库食物网结构研究

为量化水库生态系统中物质和能量流动途径与主要生物的营养层次,为水库生态资源的合理利用提供基础参数和科学依据,2017年5月、9月、11月和2018年4月在河南省信阳市南湾水库的径流谭家河、董家河、浉河港及库区中下游敞水区设置六个采样点,按规范标准收集浮游动物、浮游植物和颗粒有机物(POM)样品;用刺网和地笼及捕捞生产渔...     

天津大神堂海域人工鱼礁区游泳动物群落特征变化

为研究天津大神堂海域人工鱼礁建设初期游泳动物群落特征的变化,于2014年6月10日、7月28日、9月22日对人工鱼礁区和对照区进行三次调查。结果表明:人工鱼礁区游泳动物种类与对照区相近,但优势种种类在6月和7月少于对照区;6月份人工鱼礁区的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均显著低于7月份和9月份(P﹤0.05),而对照区在各月份没有显著性差异(P﹥0.05);6和7月份人工鱼礁区的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均显著低于同一月份对照区数值(P﹤0.05);人工鱼礁区渔获物CPUE、渔获数量和埃三极能值仅在7月份存在显著性差异(P﹤0.05);人工鱼礁区各月份经济渔获物CPUE和经济渔获数量与对照区的差异均未达到显著水平;人工鱼礁区经济渔获数量从6月到9月呈逐渐增加的趋势,并且6月和9月达到显著性差异水平,但对照区各月份数值相近。结果表明,人工鱼礁投放初期渔业资源种群会受到一定程度扰动,随着时间的推移人工鱼礁良好生态效益逐步显现。     

大亚湾珊瑚礁生态系统简化食物网的稳定同位素

为了阐明大亚湾珊瑚礁生态系统的简化食物网结构,本研究应用碳(C)、氮(N)稳定同位素技术测定了大亚湾珊瑚礁区样品的δ¹³C和δ¹⁵N值,计算主要消费者营养级并绘制连续营养谱,构建了大亚湾珊瑚礁的营养结构。结果显示,大亚湾珊瑚礁生态系统食物网δ¹³C值范围为-23.22‰～-10.76‰,平均值为-16.47‰±2.89‰;δ¹⁵N值的范围为4.32‰～15.82‰,平均值为11.46‰±2.37‰。各潜在食源和消费者的碳、氮同位素比值之间均有显著性差异。根据δ¹⁵N值计算结果显示,大亚湾珊瑚礁区主要消费者生物种类的营养级范围为1.70～3.64,其中腹足类、双壳类和鱼类的营养级分别为1.84～2.68、1.70～2.49和2.45～3.64。大型底栖动物的碳、氮同位素比值在季节之间无显著性差异。利用SIBER模型计算了大型底栖动物群落的6个营养结构量化指标,发现平均营养级多样性(CD)在各季节变化较小,摄食来源多样性水平(CR)、营养级长度(NR)和生态空间利用程度(SEAc)...     

天津大神堂人工鱼礁区生态养护效果的初步评估

根据天津海域活牡蛎礁区人工鱼礁区2012年5月份的本底调查和2012年8月份、2013年5月份和8月份3个航次的渔业资源跟踪调查数据,采用生物多样性指数分析了投礁前后渔业资源种类组成和物种多样性的时空分布特征。海域游泳动物群落的健康状况指标(Exergy值)投礁后高于投礁前,但差异不明显(P0.05)。聚类分析表明,本底调查和跟踪调查样方分区明显,表明鱼礁投放后,鱼礁区群落结构明显改善。投礁后物种种类数和总生产效益的增加说明人工鱼礁建设取得了明显的生态效益和经济效益。     

基于稳定同位素的草鱼推水养殖系统食物网的研究

推水养殖系统是集循环养殖、高效集污、生物净化及自动控制等技术为一体的生产方式。但该系统营养物质归趋尚未明晰,造成饵料资源浪费和养殖调控失策。该研究以草鱼(Ctenopharyngodon idellus)推水养殖系统为实验组,以普通池塘养殖系统为对照组,利用稳定同位素[碳(δ13C)、氮(δ15N)]技术研究两种养殖系统生物食物组成和系统食物网结构。结果表明,草鱼推水养殖系统各生物组分δ13C介于(-25.76±0.23)‰^-22.26±0.20‰,普通池塘系统δ13C介于(-25.83±0.24)‰^-22.38±0.15‰;推水养殖系统各生物组分δ15N介于(6.73±0.08)‰^12.34±0.11‰,普通池塘系统δ15N介于(6.73±0.08)‰^12.14±0.11‰。稳定同位素混合模型分析结果显示,两组系统中草鱼饲料和底泥碎屑是消费者的主要食物来源。其中,草鱼的主要食物来源是草鱼饲料,鳙(Aristichthys nobilis)的主要食物来源是草鱼饲料、大型浮游动物,鲫(Carassius auratus)的主要食物来源是底泥碎屑,底泥碎屑的主要来源是草鱼饲料。推水养殖系统草鱼饲料对草鱼的食物组成贡献率高于普通池塘系统。因此,采用推水养殖模式,可促进养殖生物对饲料的摄食,提高饲料利用效率。     

柘林湾海洋牧场不同功能区食物网结构

海洋牧场是由多个功能区组成的生态系统工程,不同功能区的生态环境和食物网结构各不相同,通过研究不同功能区食物网结构有助于了解功能区之间生态系统差异。实验通过对南澳柘林湾海洋牧场渔业资源环境调查,利用碳氮稳定同位素技术对海洋牧场不同功能区食物网结构进行比较,并借助SIBER对稳定同位素数据进行分析。结果显示,海洋牧场调查共采获生物种类78种,其中,消费者的δ~(13)C比值介于–19.94‰~–13.62‰,δ~(15)N比值介于8.78‰~15.29‰,营养级范围介于1.73~3.64。不同功能区同位素数据对比表明,人工鱼礁区生物资源相对丰富,食物网结构较为复杂;海藻增殖区中生物生态位分布最广,营养冗余程度较高;贝类增殖区生物生态位较窄,营养级分布较为集中。在不同功能区生态系统稳定性对比中,人工鱼礁区生态系统稳定性最佳,海藻增殖区生态系统稳定性较差。     

稳定同位素模型在水生生态系统食物网中的研究进展

水生生态系统食物网具有错综复杂的营养关系。稳定同位素技术的发展对了解生物间的摄食关系和食物网结构发挥着极为重要的作用。其中,稳定同位素混合模型(stable isotope mixing models, SIMMs)近年来的迅猛发展为进一步解决水生食物网的复杂性问题提供了有力的手段,尤其是在确定食物来源贡献和构建营养生态位方面。在本研究中,作者综述了稳定同位素模型的发展历程、主要模型的特点以及运行这类模型的条件;同时,对稳定同位素混合模型在水生生态系统食物网领域中的应用前景与局限性进行了总结与展望,以期为相关研究者提供参考     

上海青草沙水库食物网结构特征分析

为了给青草沙水库生态系统能量流动和物质循环分析提供基础数据,并为生物操纵等生态修复实践提供科学依据,在青草沙水库采集了鱼类、底栖动物、浮游植物、浮游动物和悬浮物样品,结合碳氮稳定同位素(δ~(13)C和δ~(15)N)技术和胃肠内含物分析法,利用IsoSource软件计算了不同食物对消费者的贡献率,并应用"简化食物网"原则,构建青草沙水库生态系统食物网,分析其结构特征。结果显示,青草沙水库食物网的δ~(13)C值为-28.15‰～-21.53‰,δ~(15)N值为6.81‰～14.94‰。在青草沙水库中,刀鲚Coilia nasus和红鳍原鲌Culter erythropterus属于顶级肉食者,其营养级分别3.595和3.589,其他鱼类的营养级在2.482～3.264。青草沙水库食物网结构显示,浮游动物对杂食性鱼类贝氏歺又鱼Hemiculter bleekeri(34%)和寡鳞飘鱼Pseudolaubuca engraulis(32%)的碳源贡献率较高,浮游植物对似鱎Toxabramis swinhonis的贡献率(31%)高于浮游动物(11%),大型无脊椎动物对黄颡鱼Pelteobagrus fulvidraco(60%)和光泽黄颡鱼Pseudobagrus nitidus(64%)的贡献率远高于其他食物成分,处在食物网顶端的刀鲚和红鳍原鲌的食物主要来源于饵料鱼类。青草沙水库食物链长度为3.60个营养级。     

基于鱼类食性的白洋淀食物网研究

2009年6月至2010年5月,对白洋淀8个典型采样点进行了调查,分析了白洋淀鱼类的食性、营养级和食物网特征,绘制了鱼类食物网及能量流动途径。结果显示,白洋淀现有鱼类25种,其食性类型分为草食性、浮游生物食性、底栖生物食性、游泳动物食性、浮游生物＋底栖生物、底栖生物和游泳动物食性共6种;白洋淀的鱼类营养级可分为草食性、...     

梅梁湾鲢鳙生态增殖区内外食物网结构差异

为探究鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Hypophthalmichthys nobilis)的生态增殖对食物网结构的影响, 运用稳定同位素技术分析了梅梁湾生态增殖网围区内及自然湖区(网围外)食物网结构的差异。结果显示, 网围内外部分底层鱼类及底栖动物的 δ¹³C 值差异显著(P＜0.05), 且均表现为网围内高于网围外; 营养级分析结果显示网围内食物链长度(4.45)和平均营养级(3.59)均高于自然湖区(4.10 和 3.38), 网围内几种肉食性鱼类[黏皮鲻虾虎鱼(Mugilogobius myxodermus)、红鳍原鲌(Cultrichthys erythropterus)、大银鱼(Protosalanx hyalocranius)和刀鲚(Coilia nasus)]的营养级明显高于网围外; 网围内各类营养生态位指标均低于网围外; 环形统计方法的矢量图结果显示, 网围内食物网的 δ¹³C 值整体较网围外更低。结果表明, 从群落食物来源角度来看, 群落整体的 δ¹³C 值偏低可能意味着对 δ¹³C 值偏低的浮游生物食物源的利用增加。根据稳定同位素结果推测网围区的沉积物组成发生了明显变化, 这种变化会随食物网传递到群落其他组分。生态增殖网围内的平均营养级、食物链长度和营养冗余程度均高于网围外开阔水域, 说明网围内群落可能较网围外有更高的稳定性。     

长岛挡浪岛人工鱼礁区生态系统健康评价

本研究从理化环境、生物群落结构和生态系统功能3个层面,运用模糊综合评价法构建了人工鱼礁区生态系统健康评价模型。基于2013~2015年山东长岛挡浪岛人工鱼礁区5个航次调查结果,对挡浪岛人工鱼礁区、辐射区和对照区的生态系统开展健康评价。结果显示,人工鱼礁区及辐射区的生态系统为健康状态,对照区为亚健康状态。三者的生态健康指数为鱼礁区(0.783)>辐射区(0.646)>对照区(0.594)。与未投礁时相比,鱼礁区和辐射区的生态系统均脱离了亚健康状态且逐步提升,但对照区仍处于亚健康状态且发展不稳定。健康评价研究表明,挡浪岛人工鱼礁区生态系统比对照区更稳定,并带动辐射区提高了系统健康水平,表明挡浪岛人工鱼礁建设在生态环境修复和海洋渔业资源养护方面已取得一定效果。     

崂山湾人工鱼礁区浮游植物群落结构与环境因子的关系

为研究崂山湾人工鱼礁区浮游植物群落结构与环境因子的关系,于2011年3、6、9、12月对崂山湾3个人工鱼礁区(峰山区、仰口区、港东区)进行取样调查。4次采样共鉴定浮游植物69种,其中3、9、12月优势种都为甲藻门中的中肋骨条藻(Skeletonema costatum),并且9月鱼礁区浮游植物密度远大于其他月份浮游植物密度。应用Canoco for Windows 4.5软件对获得的浮游植物数据和环境因子数据进行典范对应分析(Canonical correspondence analysis),作出物种与环境因子关系的二维排序图。结果表明,影响礁区浮游植物分布的主要环境因子依次为磷酸盐、温度、硅酸盐。     

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。     

天津大神堂海域不同时间序列礁体附着生物群落特征变化

本研究于2018年9月通过打捞鱼礁的方式调查了2010、2012、2014、2016和2018年投放礁区礁体附着生物情况。结果显示,虽然不同年份投礁区礁体附着生物的种类和数量有所差异,但长牡蛎(Crassostrea gigas)均占绝对优势。2018年投礁区由于礁体投放时间较短,尚未形成稳定的附着生物群落,其礁体附着生物的种类数、附着生物数量和重量、生物多样性指数和物种均匀度指数均显著低于其他年份。2010年投礁区域礁体附着生物种类和数量均显著高于其他年份,但在附着生物重量上无显著差异。研究表明,人工鱼礁附着生物优势种种类组成受到其所处海域地理位置的影响很大,时间序列对人工鱼礁附着生物的影响在投放前期较为明显,当生物量达到一定数值后,其影响明显减弱,但其生物生态环境仍在缓慢改善,生物多样性逐步增加。     

2012年天津大神堂贝类养殖区海水重金属含量分析

于2012年3月至8月对大神堂贝类养殖区海水中的Cd、Pb、Cu含量进行了分析,结果表明,大神堂贝类养殖区5个站位海水中的Cd含量变化范围在0.104~1.525μg/L之间,Pb含量变化范围在0.120~4.905μg/L之间,Cu含量在0.764~8.429μg/L之间,3种重金属含量符合海水Ⅰ类水质和Ⅱ类水质标准。从重金属污染指数来看,所有调查站位在2012年春季和夏季Pi平均值均小于1,范围在0.209~0.499之间,夏季比春季稍高,说明大神堂贝类养殖区水质状况良好,适合养殖底栖贝类。2012年春季重金属污染指数平均值排序为:Cd>Cu>Pb,夏季为:Cu>Cd>Pb。     

青岛石雀滩海域人工鱼礁材料对附着生物群落结构的影响

为研究不同礁体材料对附着生物群落结构的影响,本研究在山东青岛石雀滩海域进行附着生物挂板实验,挂板材料包括普通硅酸盐水泥(P)、添加贝壳粉硅酸盐水泥(S)、钢板(F)。结果显示,共鉴定出附着生物69种,其中,贝壳粉硅酸盐水泥挂板最多(53种),其次是普通硅酸盐水泥挂板(51种),钢板最少(31种)。普通硅酸盐水泥挂板和粉硅酸盐水泥挂板的优势种均为褶牡蛎(Ostrea plicatula)、紫贻贝(Mytilusgallo provincialis)和麦秆虫(Caprella sp.);钢板的优势种为紫贻贝、麦秆虫和青岛板钩虾(Stenothoe qingdaoensis)。9~11月为生物附着高峰期。粉硅酸盐水泥挂板的平均生物量最高,达到4717.50 g/m2,普通硅酸盐水泥挂板次之,为2621.12 g/m2,钢板最小,为163.85 g/m2。附着生物Shannon-Wiener多样性指数(H¢)和Pielou均匀度指数(J)平均值均为钢板＞普通硅酸盐水泥＞粉硅酸盐水泥。研究表明,添加贝壳粉硅酸盐水泥的生物种类和生物量最大,生物附着效果最好。本研究为人工鱼礁附着生物群落特征的研究和人工鱼礁材料的选择提供了参考依据。     

一种圆台型人工鱼礁非线性波浪作用受力分析

为探求人工鱼礁水平波浪受力的非线性影响因素,获取更接近实际水平波浪力的数值计算方法,以校核验证鱼礁在海底的力学稳定性。本研究基于二阶Stokes波浪理论,借助无量纲化方法对计算水平波浪力的Morison方程进行非线性因素分析。以一种圆台型人工鱼礁为例,采用计算流体力学方法实施边界造波,建立求解鱼礁波浪力的三维非线性波浪数值水槽模型。依据数值计算结果,采用回归分析方法,求得鱼礁在二阶Stokes波浪作用下,正向最大受力(Fmax)与波陡(δ)最佳关系方程：Fmax=?0.89+110.44δ,相关系数(R2)为0.9795;最大负向受力(F–max)与波陡(δ)最佳关系方程：F?max=?0.10?83.52δ,相关系数(R2)为0.9899。圆台型鱼礁在本研究中给定最小与最大波陡波浪下的不漂移安全系数与不翻滚安全系数分别为3.45、2.11与7.54、3.96。研究表明,影响人工鱼礁波浪受力的主要非线性因子为波陡项,随着波陡的增加,非线性作用逐渐加强。鱼礁水平波浪力值随波浪运动做周期性正、负变化,同一时刻,其受力值随着波陡值的增加而增大;鱼礁正、负向最大波浪力与波浪波陡值分别呈正、负线性增长关系;圆台型式人工鱼礁抗滑移与抗翻滚特性较好,在大波陡波浪作用下具有良好的安全稳定性。     

基于^15N稳定同位素技术的斜生栅藻对硝氮和氨氮吸收研究

硝氮（NO3--N）和氨氮（NH4＋-N）是水体中无机氮的主要形态。利用15N稳定同位素技术研究了斜生栅藻（Scendesmus obliquus）对NO3--N和NH4＋-N的吸收特征。结果显示,在相同浓度条件下,斜生栅藻对NH4＋-N的吸收速率显著高于对NO3--N的吸收率,在180min的试验中,对15NH4＋-N的吸收速率为0.62～1.15μmol/（g·min）;对15NO3--N的吸收速率为0.08～0.15μmol/（g·min）。在NO3--N和NH4＋-N2种形态氮源同时存在的混合组中