基于稳定同位素方法的东海中南部海域主要饵料生物营养生态位季节变动的研究

饵料生物在海洋生态系统中处于承上启下的关键地位,为准确评估东海中南部海域饵料生物的营养关系,基于2018年11月和2019年4月两个航次调查中收集的饵料生物的碳氮稳定同位素数据,对其营养生态位的季节变动特征及种间竞争关系进行了研究。结果表明：该海域饵料生物的碳氮稳定同位素比值跨度较大,海域整体食源多样性水平较高,营养结构较稳定;饵料生物δ13C和δ15N值存在明显的季节差异,春季饵料生物的营养级显著低于秋季;浮游动物的营养生态位在两个季节间未发生明显的偏移,但其他饵料生物的生态位的位置和重叠度发生了一定变化,这或许与饵料生物摄食选择的季节差异有关;鱼类、虾类和头足类的营养生态位在不同采样时期分别表现出不同的重叠和分化特征,证明了不同饵料生物对食物选择的差异性。相关研究结果可为类似海域生物营养生态位的研究提供参考,也可为东海海域渔业资源的可持续开发利用和生态环境的保护提供科学资料。     

应用稳定同位素技术研究江苏近海食物网营养结构的季节性变化

本研究基于稳定同位素技术对江苏近海春、夏、秋季采集的不同生物类群(鱼类、甲壳类、头足类和底栖动物等)进行稳定同位素的分析,利用SIBER模型计算不同季节消费者的营养生态位,并计算出6种营养结构的量化指标.结果表明,3个季节的δ13C值、δ15N值均差异不显著(p>0.05).春季δ13C值范围为?24.47‰～?14....     

稳定碳、氮同位素在生态系统研究中的应用

在简要介绍了稳定同位素测定方法之后 ,对稳定碳、氮同位素在生态系统领域中关于系统的碳源、能量流动、营养结构、污染物的生物放大作用及系统稳定性变化的应用研究作了较为系统的论述 ,并对稳定碳、氮同位素在赤潮研究、环境污染治理、生态动力学建模及有机分子化合物系列示踪技术等方面的应用提出展望     

青草沙水库立体复合生态操纵池塘水生动植物的同位素特征

研究生物操纵过程中各种食物链级的生物的作用和营养地位,采用碳氮稳定同位素的方法,研究了青草沙实证基地生态操纵池塘生态修复过程中主要种类的稳定同位素特征。青草沙实证基地生态操纵池塘人工投了多种鱼类,加上自然恢复种类,最终重建实证基地池塘中的生态系统,恢复其强大的自净能力。青草沙实证基地中,δ13 C值范围在(-21.51~-13.60);δ15 N值范围在(1.77~9.38);营养位置范围在(1~3.24)。油餐、红鳍鲌、鰕虎鱼3个物种的生态位比较接近,它们之间的营养冗余较小。实证基地池塘的生物多样性比较低,构建而成的食物网简单。通过营养级构建出的能量金字塔中,消费者营养级别最低的是底栖软体动物、甲壳动物,然后是草食性鱼类,最后是肉食性或杂食性鱼类,它们占据食物网的最顶层。这种立体复合生态操纵技术可以有效进行生态系统恢复及重建,在大型湖泊及水库的富营养化治理中起到越来越重要的作用。碳氮稳定同位素的含量可以用来研究生态系统的营养结构。通过营养级构建出的能量金字塔在人工控制的简单生态系统中具有一定的参考价值。     

烟台养马岛潮间带大型底栖动物食物网结构特征

为探明烟台潮间带主要底栖生物类群间的营养关系和食物网结构特征及其季节性变化,于2019年春季(3月)和夏季(7月)在山东烟台养马岛潮间带采集大型底栖动物、沉积颗粒(SOM)、悬浮有机质(POM)、浮游植物和浮游动物样品。利用稳定同位素技术,对养马岛海滩潮间带底栖生物的碳、氮稳定同位素进行测定和分析。结果表明:大型底栖动物在春季和夏季δ13C和δ15N值分别为?20.23‰—?12.99‰, 5.32‰—10.45‰和?21.91‰—?9.88‰, 7.01‰—14.17‰。夏季的碳、氮稳定同位素数值范围相较于春季均有所增加,相同大型底栖动物物种的碳、氮稳定同位素值会随季节变化而发生变化。春季该潮间带主要大型底栖动物的营养级范围为1.98—3.49,夏季为1.89—4.00。相同大型底栖动物营养级在季节之间无显著变化(P0.05)。营养传递顺序可表达为:滤食性软体动物→多毛类→甲壳动物,与能量流动方向一致。     

海洋硅藻稳定同位素研究进展

对海洋初级生产力贡献约40%的硅藻,在全球气候与碳循环中扮演着重要的角色。硅藻稳定同位素(δ30Si和δ18O,δ13C和δ15N)测试对象分别为从海洋沉积物中提取的纯硅藻壳体的生物硅和氧及其内嵌有机质的碳和氮。联合运用各种物理分离(去有机质、碳酸盐,筛分,差异沉降,重液浮选以及微池分流重力场流分离技术)和化学纯化技术从沉积物中提纯出硅藻是其稳定同位素古海洋学应用的前提。确定硅藻δ15N两种制样过程(燃烧和湿式消解)中是否分别存在大气N2和非NO3-组分的污染;δ30Si分析中氟化剂使用的避免、制样方法的改进以及MC-ICP-MS对硅同位素分辨能力的提高;δ18O分析中硅藻壳体外层不稳定氧的完全有效去除,是其同位素古海洋学应用范围扩大和精度提高的关键。硅藻δ13C能评估大气PCO2和海洋初级生产力变化;δ15N和δ30Si可定量示踪海洋硝酸盐和硅酸等营养物利用程度;δ18O则记录了海表温度和海水氧同位素组成。硅藻稳定同位素信号单一,受后期改造作用弱,生命效应低,解译针对性强,在两极和赤道少(或缺)有孔虫海区应用广泛。在此基础上,对目前该领域中存在的问题及未来的研究方向进行了阐述。     

稳定同位素分析应用于海草生态学研究的进展

在海草生态学研究中,稳定同位素分析方法能有效地揭示海草床中食物网的构建和能量流动以及海草床的环境质量状况。综述了国外近20 a来将稳定同位素分析应用于海草生态研究的理论基础与进展,并对稳定同位素数据分析、稳定同位素分析在海草污染生态学研究的应用和利用海草δ15N值构建近岸海域水体富营养化指标体系等方面提出了展望。     

鲈鱼新陈代谢过程中的碳氮稳定同位素分馏作用

利用天然存在的碳氮稳定同位素作为示踪剂，研究了在受控条件下驯养的鲈鱼的新陈代谢过程中不同生态因子(水温、摄食水平、体重等)对鲈鱼体内不同组织的碳氮稳定同位素组成的影响。通过鲈鱼新陈代谢过程中的稳定同位素分馏作用，研究了在生态系统食物网中的物质与能量转换规律。     

海气CO2通量的溶解无机碳δ^13C值示踪研究进展

海洋是地球表面上碳的重要贮存库,是全球碳循环系统的一个重要子系统,国际上研究海气间CO2交换调控机制的工作长期以来倍受关注.文章简要阐述海气CO2通量研究概况和对海水溶解无机碳δ13CDIC指标的地球化学特征的分析基础上,综述海气CO2通量的溶解无机碳稳定同位素示踪研究进展,并对该方法存在问题和研究发展趋势作了分析与展望.     

人工鱼礁区三种习见肉食性软体动物营养生态位研究

以小黑山岛人工鱼礁区为研究区,利用稳定同位素技术分析该海域三种习见肉食性软体动物长蛸（Octopus minor）、短蛸（Octopus fangsiao）和脉红螺（Papana venosa）的营养生态位,进而判断物种种间关系。分析结果显示食物来源范围由大到小依次为长蛸、脉红螺、短蛸,其中长蛸食物来源包含短蛸食物来源范围,但脉红螺与两种蛸类食物来源无交叉;营养级由高到低依次为长蛸、短蛸、脉红螺。长蛸与短蛸营养生态位重叠比例较高,存在明显的竞争关系,与短蛸相比,长蛸营养级更高,食物来源范围更广,在竞争中处于优势地位;脉红螺的营养生态位与两种蛸类无重叠,其营养级比两种蛸类更低,且无捕食或竞争关系。     

Ontogenetic shifts in feeding habits of orangemouth weakfish (Cynoscion xanthulus): From estuarine benthic feeder to marine nektivore top predator

Orangemouth weakfish is a highly important commercial and game fish species in the Tropical Eastern Pacific. However, studies assessing changes in its trophic ecology relevant to size, habitat (estuarine or marine), sex, and season are non-existent. We assessed its feeding habits and trophic position (TP) according to the aforementioned factors. Its dietary breadth was composed of 33 types of prey. The feeding habits and isotopic values (δ¹⁵N and δ¹³C) registered differences between sizes and habitat, indicating ontogenetic changes in habitat as well as TP, as small organisms (TP 3.1) inhabited the estuarine area, feeding on benthic and demersal organisms, whilst large individuals (TP 4.1) were found in the marine environment, preying on nektonic fauna. No differences were found according to sex or season. The isotopic niche showed that the different sizes of this species are generalist consumers with a clear separation between them and between habitats, as estuarine juvenile and preadult organisms have a larger isotopic niche than adult marine organisms, being an opportunist tertiary estuarine consumers during their early stages, and a top marine predator during the adult phase.     

热带典型珊瑚岛礁海洋牧场花刺参底播增殖容量及其生态效应预测

为改善热带珊瑚岛礁型海洋牧场的珊瑚礁生境,实现生物资源的养护和渔业资源的产出功能,在对海参等高值经济种开展底播增殖前,科学评估其生态容量是防止引发海洋牧场生态风险的重要保证。运用生态系统模型法评估了三亚蜈支洲岛热带珊瑚岛礁海洋牧场花刺参(Stichopus monotuberculatus)的底播增殖容量。根据2020~2021年蜈支洲岛海洋牧场近岛区渔业资源调查与环境因子数据,运用Ecopath with Ecosim 6.6软件构建了该海域的生态系统营养通道模型。研究表明:生态系统各功能组营养级范围介于1~3.52,系统的食物网结构以牧食食物链为主,总能流中有43%的能量来源于碎屑功能组,其在系统总能流中有重要地位。系统的总平均能量传递效率为9.353%,略低于林德曼能量传递效率(10%)。总初级生产量/总呼吸量为3.726,总初级生产量/总生物量为28.834,系统连接指数为0.256,杂食性指数为0.120,系统Finn''s循环指数和平均路径长度分别为2.485%和2.379,表明近岛区生态系统食物网结构较为简单,且系统稳定性和成熟度偏低,易受外界干扰。根据模型评估的花刺参增殖生态容量为110.21 t/km²,是现存量的206 倍,有较大增殖空间,并且达到生态容量后碎屑组的能量再循环利用效率将显著增加,营养级结构能得到进一步优化,系统稳定性及成熟度将有所提高。基于研究结果,可适当采捕与花刺参生态位相近的生物,同时增殖放流其他处于不同营养层次的经济种,从而减少种间竞争,有效利用系统冗余能量,进而扩大花刺参的生态容量,实现海洋牧场的健康可持续发展。     

国际海洋浮游动物研究进展

综述了国际上有关海洋浮游动物种群、群落结构、多样性及浮游动物对全球气候变化响应等方面研究进展。海洋浮游动物种类繁多, 数量丰富, 分布广泛, 是海洋生态系统中最重要的生物类群。在海洋食物网中, 浮游动物通过摄食浮游植物控制初级生产力, 同时, 又被更高营养阶层的动物(鱼、虾、鲸、海鸟等)捕食, 充当次级生产者的角色, 其群落结构、种群动态和物种多样性影响鱼类和其他海洋动物资源量, 浮游动物是海洋食物网中关键环节。海洋生态系统动力学过程的关键环节是浮游生物的生物学和生态学过程, 多项国际研究计划以生物多样性和年际变化趋势为研究重点并联系全球变化及响应, 因此, 浮游动物的研究已成为海洋生态研究的核心内容之一。国际上对浮游动物的研究主要集中在以下6个方向:(1)浮游动物生境、种群的分布和扩散动力学研究;(2)浮游动物的群落结构和多样性;(3)浮游动物的实验生态和现场受控生态研究;(4)浮游动物对全球气候变化的响应;(5)深海、南北极、低氧区等极端生境的浮游动物生态学研究;(6)浮游动物研究新技术和方法。     

基于Bibexcel和Pajek的海洋生态环境保护领域科学计量与知识图谱分析

利用文献处理工具Bibexcel和网络分析工具Pajek对SCIE和SSCI文献数据库1990—2020年全球海洋生态环境保护文献数据进行统计与可视化分析，以期揭示该领域的科研产出情况、领域知识基础、研究热点分布及前瞻发展态势。研究结果表明：海洋生态环境保护领域文献产出近30年来持续增长；美国、澳大利亚、加拿大、法国等国家在该领域内有着较强的科研竞争力和学术影响力，其中美国处于研究合作核心地位，美国加利福尼亚大学、法国国家科研中心等机构为主要发文机构；海洋生态环境保护研究的热点方向主要为海洋生态环境修复与管控、气候变化、生态系统服务、海洋保护区等；该领域研究学科交融趋势明显，研究者应充分借鉴、吸收其他学科理念和方法，加强海洋生态环境与气候变化、人为活动及生态物种等因素的制衡与协同。     

The dynamics of energy transfer in marine food chains

It is argued that, in the more productive areas of the world, fish production appears to be based on relatively short food chains. The dynamics of energy transfer are therefore largely concerned with the dynamics of relatively short food chains and in particular with the dynamics of short chains when these are seasonally perturbed. To investigate the process, extensive simulations have been made with models of the marine ecosystem in which simple food webs have been constrained within a closed nitrogen model consisting of animals, plants, inorganic nitrogen and dead organic nitrogen. Within such a closed system, when seasonally perturbed, food limitation at some time or other seems unavoidable, and consideration is given to differences in the ways this might affect larval, juvenile and adult stages. The principal conclusion from this study is that the efficiency of transfer of energy from primary production to fish can be improved in the model by modifications to the inputs that take advantage of seasonal variation in biomasses. The corollary of this finding is that, in nature, efficiency is likely to be gained by adaptations that benefit from, instead of being disadvantaged by, the effects of seasonal variations in biomass at different trophic levels. Factors that may be important in this context are: Migratory habits that can ensure that individuals are located in geographical areas of predictable high food concentrations, at different times of the year; omnivory, which permits an individual to change from feeding at one trophic level to feeding at another trophic level at different times of the year; horizontal displacement of trophic levels, as occurs, for example, in upwelling areas, which could be advantageous because this should avoid many of the difficulties that are expected theoretically when all trophic levels are present in the same vertical column. This study is consistent with classical thinking about species replacement. Thus, if the stock of one species is reduced, by fishing for example, other species cannot be expected to benefit from food that would otherwise have been consumed to the same extent, i.e. it is unlikely that any one species would be able to take over fully the ecological niche of any other species. Differences in behaviour and geographical location are likely to lead to a less efficient use of a resource by species other than those which had evolved to utilize that resource in the first place.     

海洋微塑料来源、分布及生态效应研究进展

微塑料广泛分布于世界范围内的大洋和近海海域。作为新兴的污染物，微塑料对海洋生态环境威胁巨大。微塑料可以直接或间接被海洋动物摄入，导致其生长减缓或停滞、繁殖被抑制、寿命减短、进食量降低、耗氧量以及酶活性改变。微塑料与海洋浮游植物相互作用会对其生长、光合作用、氧化应激能力等产生影响。然而，微塑料对海洋浮游植物的致毒机理尚未完全明朗，还需更多的相关研究以探明其毒性效应机制。为保护海洋环境安全，更好的治理微塑料污染问题，有必要加强微塑料的相关研究，同时采取一系列有力的政策法规来监管塑料及微塑料的使用。     

Trophic relationships in the demersal fish community off Namibia

The benthic fish community off Namibia (between the Cunene River and Walvis Bay) in 50–650 m of water was studied during three bottom trawl surveys. The community was investigated on the basis of distribution, abundance and diet of 51 species, constituting 95 per cent of the demersal fish biomass. Dietary studies revealed the existence of three major trophic groups, one containing species that prey on pelagic and nektonic organisms, a second dominated by predators that feed on benthic polychaetes and copepods and a third group containing predators of benthic crabs, demersal shrimps and fish. Well differentiated from these groups are a few species that prey mainly on jellyfish and ophiuroids. Because for most of the species, their trophic level changes with growth, they were divided into size classes which are analysed independently. To describe interactions between the size classes, a similarity index combining diet affinity with spatial coincidence was applied. Cluster analysis showed that, for Merluccius capensis, Raja straeleni, R. clavata and Trachurus trachurus, there is a large difference in both geographic distribution and dietary preference between the size classes. For species such as Hoplostethus atlanticus, Austroglossus microlepis and Coelorinchus flabellispinis, the different size classes seem to share the same ecological niche. Variation in the number of species and the parameters mean abundance and niche width are described to enhance knowledge of the general structure of the community.     

海洋生态修复研究进展与热点分析

海洋生态修复是遏制海洋生态系统退化的重要途径,受到全球越来越多学者的关注。本研究以科学引文索引(Science Citation Index Expanded,SCIE)数据库为数据源,采用文献计量统计分析方法,结合VOSviewer知识图谱可视化分析软件,定量分析了1980—2019年国际上在海洋生态修复领域发表的相关文献,梳理了近40年来该领域研究的发展脉络、前沿热点和未来方向。结果表明,近40年间,海洋生态修复领域的发文数量随时间呈上升趋势,尤其2000年后增长速度加快,以北美洲、大洋洲、欧洲国家居多,其中美国占绝对领先地位。海洋生态修复领域涉及的学科主要有环境科学、生态学、海洋及淡水生物学等,Journal of Coastal Research、Restoration Ecology、Ecological Engineering和Estuarine,Coastal and Shelf Science是该领域的主要发文期刊。当前海洋生态修复研究热点主要包括植被恢复、海洋生物种群恢复、滨海湿地修复与生物地球化学、气候变化与生态系统管理等主题,其中关于缓解和适应气候变化、生态系统的自然恢复途径、生态系统服务功能提升等方面的研究愈来愈受到关注,是未来一段时间内海洋生态修复领域的研究热点。随着我国《国民经济和社会发展第十四个五年规划》拉开序幕以及海洋生态文明建设不断深化,我国海洋生态修复研究将驶入快车道,建议在应对气候变化的海洋生态修复、区域性海洋生态系统修复规划、海洋生态退化机理与修复关键技术、适应性管理等方面加强研究和探索。     

天津市海洋生态文明建设研究

海洋生态文明建设是沿海地区经济社会可持续发展的基础和保障。文章从海洋生态环境综合修复整治、海洋环境监视监测体系建设和海洋综合管理模式创新3个方面总结天津市海洋生态文明建设成果,分析存在的海洋生态环境问题突出、海洋产业结构不合理、海洋管理协调机制不完善和海洋基础科研力量不足等问题。在此基础上,提出天津市海洋生态文明建设的思路和对策:树立陆海统筹发展理念,完善顶层设计;严格落实海洋功能区划,强化生态用海功能;改善海洋生态环境,增强生物资源养护;调整海洋产业结构,助推海洋经济发展;充实海洋科研机构,提升科技研发能力;对接海洋产业需求,促进人才和团队建设;重视海洋宣教工作,提高公众海洋意识。