基于碳氮稳定同位素技术的小清河口邻近海域底栖食物网结构研究

为了掌握小清河口邻近海域底栖食物网结构特征,于2020年10月在小清河口邻近海域采集沉积物有机质、悬浮颗粒有机物、浮游动物和浮游植物4种潜在食源及35种生物样本,应用碳氮稳定同位素技术以及贝叶斯混合模型(MixSIAR)分析了小清河口邻近海域底栖食物网结构和营养关系.结果显示,潜在食源的δ13C值范围为-25.56‰～...     

中国近海生态环境变化的同位素示踪研究

同位素在确定物质来源、指示生物地球化学循环路径、定量生物地球化学过程速率等方面具有独特的优势,本文以近海生态环境变化研究中常用的稳定同位素（13C、15N、18O）和放射性核素（14C、234Th、232Th、230Th、228Th、210Po、210Pb、137Cs、226Ra、228Ra、224Ra、223Ra）为对象,介绍它们在揭示海洋有机质来源、食物网结构、水体缺氧机制、氮循环过程、颗粒动力学、海底地下水输入、有机地球化学过程、沉积年代学等方面的应用,侧重于总结我国近海生态环境研究中同位素示踪取得的进展。伴随着我国经济的发展,近百年来我国近海生态环境也发生了明显的变化,基于同位素示踪揭示的近海富营养化和沉积环境的演变规律表明,我国近海生态环境自20世纪50年代起经历持续的变化,特别是在过去20~30年时间里,近海生态环境的变化尤为剧烈,反映出人类活动是我国近海生态环境变化的主要驱动力。未来需要通过发展新的同位素技术及拓展更广泛的应用,围绕近海海洋生态环境变化的突出问题,重点揭示近海生态环境变化的响应特征、变化速率和作用机制,从而系统地掌握近海生态环境的时空变化规律。     

基于稳定同位素分析推定秋冬季南极半岛南极大磷虾营养变化

南极大磷虾（Euphausia superba）为南大洋生态系统中的关键种,也是南极生态系统食物网中的重要枢纽。该种秋冬季转换期的营养信息对于理解其知之甚少的越冬机制非常重要。但关于此方面的少数研究在时空变化上仍存在着差异。为此,我们调查了南极半岛秋季（4-5月）和冬季（6月）磷虾成体δ¹³C和δ¹⁵N值的个体、月份及区域性差异。我们的目标旨在检验该期间磷虾的营养变化以及磷虾与其在南极海洋生态系统中的摄食环境之间的关系。结果如下：（1）磷虾δ¹³C值与体长之间无显著关系,但δ¹⁵N值与体长之间则存在显著相关性;（2）秋季磷虾δ¹³C值呈现增长趋势,但冬初季节并无显著变化,此期间δ¹⁵N值无显著不同;（3）布兰斯菲尔德与南设得兰群岛之间的δ¹⁵N平均值显著不同。我们的数据表明南极半岛秋至初冬转换期间磷虾成体营养呈现个体、季节性及区域性变化。     

崂山湾潮间带食物网结构的碳稳定同位素初步研究

通过对1993年8月和1994年2和5月在崂山湾潮间带采集的底栖生物碳稳定同位素组成(δ13C值)的分析,发现该区底栖动物的主要食物来源以δ13C值大致可划分为4类:水体中的颗粒有机质(POM)、底栖硅藻、大型底栖藻类和底泥中的有机物质(SOM).研究结果表明,底栖动物的碳稳定同位素组成与其所摄食的食物的碳稳定同位素组成有密切的关系,因此,底栖动物的碳稳定同位素组成可以用于研究其食物来源.碳稳定同位素数据证实,双壳类等滤食性动物的食物来源主要是POM;甲壳动物的δ13C值的范围较大,证明其食物来源的多样性;底栖硅藻是多数腹足类食物来源的相当重要组成部分.用碳稳定同位素示踪剂对该区底栖-水体耦合作用的初步研究表明,水体中的POM是底栖动物的重要食物来源,但底泥中有机质和底栖硅藻也是许多底栖动物食物来源的相当重要的组成部分.     

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。     

应用氮稳定同位素技术对雷州湾海域主要鱼类营养级的研究

1引言海洋食物网是维系海洋生态系统发展的基础,也是海洋生态学基础理论研究的主要内容之一。海洋食物网研究是通过对多种海洋鱼类食物关系的综合分析,了解其种间关系,阐明营养级的能流途径,可为海洋生态系统修复、改善海洋生态环境、保护海洋生物多样性和进一步合理开发利用海洋生物资源提供科学依据。     

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     

水团混合及其稳定同位素成分的变化

水团的概念，一般是指在海洋中由同一源地形成的，物理、化学性质和运动状态基本一致的水体。水团本身是均匀、稳定的，但彼此之问则存在比较明显的差别。     

基于氮稳定同位素的九龙江口鱼类营养级研究

采用氮稳定同位素技术对2013年6—8月九龙江口采集到的隶属于13目42科61属共71种鱼类的营养级进行研究。结果表明,九龙江口鱼类的δ15 N值跨度较大,介于7.23‰~14.66‰之间。以菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)为基准生物估算出鱼类的营养级介于1.70~3.89之间,营养级最低与最高的鱼类分别为少牙斑鲆(Pseudorhombus oligodon)与多鳞鱚(Sillago sihama)。与Fishbase同种鱼类的营养级数据进行比较,83.1%的鱼类的营养级均值处于Fishbase同种鱼类的营养级范围内,但81.7%的鱼类的营养级均值比Fishbase同种鱼类的营养级均值略低;与传统的胃含物分析结果比较,58.3%的鱼类的营养级在0.5个营养级的误差范围内。基于氮稳定同位素估算的鱼类营养级较低的原因可能与本研究样品中低龄鱼及幼鱼比例较大有关。与其他方法相比,稳定同位素法在研究体型较小的幼鱼和低龄鱼营养级更具优势。鱼类营养级随其个体大小的变化明显,但存在种的差异性:不同体长的髭缟鰕虎鱼(Tridentiger barbatus)和绿鳍鱼(Chelidonichthys kumu)的营养级跨度较大,分别为1.54和1.43;而鳓(Ilisha elongata)等的营养级则跨度较小,这可能与不同鱼类的食性变化有关。     

“海参-对虾”混养海水池塘的食物网结构及营养层级研究

The food sources of aquacultured Apostichopus japonicus and the trophic levels of organisms in a sea cucumber(A. japonicus) and prawn(Penaeus japonica) polyculture system in a saltwater pond in Zhuanghe, Liaoning Province were examined using carbon and nitrogen stable isotopes. Across organisms, δ13C ranged from(–25.47±0.20)‰ to(–16.48±0.17)‰(mean±SD), and δ15N ranged from(4.23±0.49)‰ to(12.44±0.09)‰. The δ13C and δ15N contents of A. japonicus, P. japonica and Fenneropenaeus chinensis were comparatively higher than those of other organisms. Values of δ13C and δ15N revealed that P. japonica, Hemigrapsus sanguineus and Neomysis japonica comprised the largest component of the diet of A. japonicus. The mean trophic level of the organisms in this saltwater pond polyculture system was(2.75±0.08). P. japonica, A. japonicus, F. chinensis,Synechogobius hasta and Neomysis japonica were in the 3rd trophic level(2–3); jellyfish, H. sanguineus and zooplankton were in the 2nd trophic level(1–2); and Enteromorpha prolifera, benthic microalgae, periphyton and suspended matter primarily consisting of phytoplankton, bacteria and humus were in the primary trophic level(0–1).     

天津大神堂海域人工鱼礁区砂壳纤毛虫群落的季节变化

于2015年夏季、秋季和2016年春季在天津大神堂海域人工鱼礁区进行砂壳纤毛虫群落的调查。3个季节共鉴定出砂壳纤毛虫10属31种,拟铃虫属（Tintinnopsis）种类最多,夏季砂壳纤毛虫种类最多。砂壳纤毛虫丰度、生物量和群落多样性指数存在明显的季节差异。砂壳纤毛虫丰度夏季最高[（379±355）个/L],秋季最低[（173±190）个/L];生物量夏季最高[（2.74±2.82）μg C/L],秋季最低[（0.23±0.21）μg C/L]。砂壳纤毛虫壳的平均口径夏季最大[（49.64±6.90）μm],秋季最小（26.76±4.55 μm）。砂壳纤毛虫群落Shannon多样性指数夏季最高（2.025±0.574）,春季最低（0.922±0.437）;Pielou均匀度指数秋季最高（0.682±0.276）,春季最低（0.448±0.266）。春季鱼礁区和对照区砂壳纤毛虫优势种存在差异,夏季和秋季鱼礁区和对照区砂壳纤毛虫优势种相同;3个季节鱼礁区第Ⅰ优势种的优势度均明显高于对照区。3个季节鱼礁区砂壳纤毛虫丰度和生物量均高于对照区,这可能是由于投礁后砂壳纤毛虫的适口饵料——nano-浮游植物丰度增加导致;3个季节鱼礁区Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数均低于对照区,可能是因为本次调查是在投礁1~2 a后开展的,时间较短,鱼礁区砂壳纤毛虫群落尚不稳定,鱼礁区独特生态系统的变化尚需更长的时间来进行跟踪监测。     

江苏盐城滨海湿地食物网的初步研究

运用稳定同位素方法分析了盐城滨海湿地生态系统中部分生物的食物来源,示踪了食物网的主要碳流途径,提出了估算消费者的营养级的新模型并进行了相应计算,最终构建了江苏滨海湿地简化食物网模型。主要结论:(1)主要初级生产者的δ13C介于-28.856×10-3与-10.952×10-3之间,δ15N介于1.219×10-3与6.496×10-3之间,均具有显著差异,消费者个体的δ13C介于-27.564×10-3与-11.641×10-3之间,δ15N介于4.462×10-3至10.339×10-3之间;(2) 研究区生态系统可以划分成潮间带和潮上带两个亚生态系统,其中潮上带的主要食物源为芦苇,潮间带的主要食物源为互花米草及微体藻类,盐蒿对两个亚生态系统都有一定的食物贡献率,但均不高。(3)研究区的大型底栖生物及草食性哺乳类大部分占据第二营养级;(4) 研究区动物可以划分为8个主要功能类群,即植食性哺乳类、植食性昆虫、鸟类、淡水游泳类、咸水鱼类、底内动物、底上动物以及浮游动物。总之,潮间带动物比潮上带动物的食物组成多样性略高,与研究区域的生物多样性基本吻合。另外,潮间带生物的食物竞争十分激烈,光滩上分布有一定重叠的优势种并存在一定的食物生态位分化。     

Stable isotope analysis of consumer food webs indicates ecosystem recovery following prolonged drought in a subtropical estuarine lake

Assessing changes in food-web structure provides a useful monitoring tool for gauging the resilience of ecosystems in the face of climatic impacts. We consider the ecological resilience of a large estuarine lake (St Lucia Estuary, South Africa) in the wake of an extreme climatic event (prolonged drought). Using carbon and nitrogen stable isotopes, food-web structure was assessed at five sites across the estuary during the winter and spring of 2013. Sampling occurred approximately three years after heavy rains flooded the system and returned it to a relatively diluted state following an almost decade-long drought that decimated food webs in the upper parts of the estuary due to hypersalinity effects. Comparisons of niche width and variance of consumer food webs among sites revealed a general homogenisation of food webs across the entire system, contrasting with the spatial differentiation of food webs documented during the drought phase. Our results indicate that the estuary is able to maintain ecological resilience at the whole-system level in the face of an extreme drought. This is likely facilitated by source pools of species residing in the relatively stable lower estuary, which are able to rapidly recolonise areas denuded by drought in the upper estuary.     

基于碳、氮稳定同位素的雅浦海沟底栖生物食物来源和营养级初探

为了分析雅浦海沟中底栖生物群落的食物来源和营养级,本研究分析了雅浦海沟真光层中浮游植物和浮游动物、海底沉积物和巨型底栖生物（海绵、海参、海蛇尾、海星、海葵和钩虾）中的碳、氮稳定同位素组成。研究发现雅浦海沟真光层中的浮游植物和浮游动物δ13C值[（-22.8±0.4）‰和（-21.8±0.8）‰]和δ15N值[（5.4±0.4）‰和（6.8±0.2）‰]与巨型底栖生物的δ13C值（-20.1‰~-16.8‰）和δ15N值（11.9‰~17.9‰）的差异超过了一个营养级,表明作为底栖生物的初始食物来源的浮游植物和浮游动物在向下输送的过程中经历了食物链传递和细菌的降解。巨型底栖生物的δ15N和δ13C值之间无显著的相关性,此外不同物种之间营养级也存在明显差异,表现为海绵的营养级相对较高（3.4~4.7）,海参（3.3~3.6）、海蛇尾（3.4~3.5）和海星（3.2~3.7）的营养级较为接近,钩虾（2.9~3.3）和海葵（3.1）的营养级则相对略低,反映了底栖生物不同物种之间食物来源的多样化。     

2019年夏秋季温州近海海水透明胞外聚合颗粒物（TEP）的分布及影响因素分析

透明胞外聚合颗粒物（TEP）具有高黏性、低密度和高碳氮比等特性,在颗粒有机物的聚集以及食物网循环中发挥着重要作用。为了解近岸海域TEP的分布动力学规律与机制,本文对温州近海夏秋季节水体中透明胞外聚合颗粒物的分布进行调查,并结合多项环境要素的主成分分析与相关性分析,探究了浙江南部近岸海域TEP分布的影响因素。结果显示,温州近海TEP秋季平均含量明显高于夏季,夏季TEP分布变化主要受陆地径流（瓯江）作用影响,而秋季主要受闽浙沿岸流影响。受沿岸流影响,秋季TEP的主要来源可能是其他海域以及底层颗粒物再悬浮。此外,由浮游植物释放的TEP对夏季的POC贡献最大,而秋季外源性TEP对POC的贡献较夏季有所升高。