桑沟湾长牡蛎生物沉积物对环境底质影响的同位素证据

贝类通过生物沉积作用加速了养殖海区水体中的颗粒物质向海底的输送。在桑沟湾中筏式养殖的长牡蛎(Crassostrea gigas),将大量的有机物以生物沉积物(真粪和假粪)的形式排向养殖区海底。为完成对桑沟湾筏式养殖长牡蛎生物沉积物对环境底质影响的量化研究,作者通过在桑沟湾内不同的海区设置采样点(5个养殖区,3个对照点),对采样点SG 2与SG 6两个点的长牡蛎生物性沉积物与海区悬浮颗粒物进行了稳定同位测定及有机物来源分析。实验结果表明:选取的采样点沉积物稳定碳氮同位素丰度集中于δ~(13)C–22.82‰~–21.62‰,δ~(15)N 4.73‰~6.21‰。在SG 2点的悬浮颗粒物中,长牡蛎生物性沉积物贡献有机物占9.95%,对照区沉积物与SG 2区沉积物贡献分别为54.19%和35.86%。在典型的采样点,稳定同位素法能较准确地量化出各有机物来源的贡献比例。以SG C点为对照,其余7个采样点长牡蛎生物性沉积物有机物贡献在4.06%~28.64%,平均贡献率为13.96%±8.62%,牡蛎养殖已经对桑沟湾底质造成了一定的影响。     

长江口海域悬浮颗粒有机物的稳定氮同位素分布及其生物地球化学意义

对2006年2,5,8,11月份长江口海域表层水体中的悬浮颗粒物(SPM)进行稳定氮同位素分析,根据不同季节、不同区域内其1δ5N值的变化研究水体中氮的迁移、转化等生物地球化学过程,揭示其环境行为,从而对该海域的氮循环机制进行探索。研究发现:该海域悬浮颗粒有机物的稳定氮同位素组成(1δ5Np)分布范围较宽,在0.6‰~8.2‰之间,具有明显的时空分布特点,反映了不同程度的陆源输入和氮的生物地球化学过程的影响。口门内,表层水体中1δ5Np的变化主要受长江径流的陆源输入影响,生物地球化学作用影响较弱;最大浑浊带,水体中的悬浮颗粒有机氮受微生物的降解活动影响明显,各季节均存在不同程度的颗粒物分解作用;外海区,陆源输入减弱,悬浮颗粒物的δ15Np值主要受微藻的同化吸收作用以及一定程度的颗粒物分解作用影响。     

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。     

基于稳定同位素技术的象山港海洋牧场区食物网基础与营养级的研究

本研究对2011年春季和秋季在象山港海洋牧场采集的生物消费者及其食物源样品的碳、氮稳定同位素组成进行了分析,通过IsoSource模型计算该海域生物的食物网基础并利用氮稳定同位素数据计算消费者的营养级.结果表明:该海域生物消费者食物源的δ13C值范围介于-13.75％～-24.29％之间;根据δ13 C值可以将其食物源分为4类:浮游植物、大型海藻、悬浮颗粒有机物(POM)、沉积相颗粒有机物(SOM).浮游植物和SOM是该海域生物食物网的基础,对消费者的碳源贡献率(50.27％)比较大,大型海藻也是消费者的重要碳源(贡献率为35.5％),POM对消费者的碳源贡献率为13.7％.消费者的δ15 N值则介于5.40％ ～ 11.85％之间,消费者的营养级介于2.0～3.7级之间,不同食性的鱼类处于食物网中不同的地位,浮游生物食性的鱼类位于食物网的底端,游泳生物食性的鱼类处于食物链的上层.     

环境饵料丰度的季节变化对筼筜湖3种大型底栖动物食性的影响——来自稳定同位素的证据

测定了不同时期筼筜湖3种大型底栖动物(沙筛贝Mytilopsis sallei、日本大螯蜚Grandidierella japonica和腺带刺沙蚕Neanthes japonica)及其潜在食源的稳定同位素组成(δ13C和δ15 N),研究环境饵料丰度的季节变化对筼筜湖3种大型底栖动物食性的影响。结果显示,筼筜湖悬浮颗粒有机物(Particulate organic matter∶POM)的δ13C和δ15 N存在明显的季节变化。3月,受到输入筼筜湖的西海域海水大量陆源有机碎屑以及湖区周围的生活污水以及餐饮业输入的影响,筼筜湖POM的δ13 C和δ15 N明显贫化;而在9月,POM中δ13 C和δ15 N明显富集的内源性浮游植物的贡献增加。沙筛贝是典型的底栖滤食者,主要以POM为食,但它比POM富集的δ13 C值(3月和9月二者之间的Δδ13 C分别为2.9‰和1.6‰)表明它还摄入其他δ13 C相对富集的食物来源:石莼来源的有机碎屑可能是3月份沙筛贝δ13C富集的原因,而9月份则是由于再悬浮的底栖微藻对沙筛贝食源的贡献引起的。食碎屑的腺带刺沙蚕和日本大螯蜚在3月以石莼及其表面的附生生物为食,而9月份底栖微藻和浮游植物来源的POM是它们食源的主要贡献者。本研究的结果显示,筼筜湖3种大型底栖动物的δ15 N都出现明显的季节变化(Δδ15 N介于2.2‰~4.3‰),这是由于它们食源稳定同位素的季节性波动及其食性的季节变化引起的,而消费者食性的季节性变化则受到不同时期环境食物可利用性的影响。     

红海湾远海梭子蟹Portunus pelagicus的食物组成及营养位置分析

利用稳定同位素技术;分析了2015年5月在红海湾海域采集的远海梭子蟹Portunus pelagicus及其潜在食物的碳（δ13C）和氮（δ15N）稳定同位素比值;通过稳定同位素混合模型（SIAR）;估算不同食物对远海梭子蟹食性的相对贡献。结果表明:远海梭子蟹的δ13C值在-18.1‰~-14.1‰之间;δ15N值的范围为9.8‰~13.8‰;平均值分别为-16.9‰±1.3‰和12.1‰±2.3‰。δ13C和δ15N值的变化范围均较大;表明远海梭子蟹食物来源广泛、多样。远海梭子蟹的食物主要由双壳贝类、螺类、鱼类、头足类、虾类、蟹类和藻类组成。SIAR模型计算结果显示:藻类为远海梭子蟹的主要食物;其平均贡献为32.5%;双壳贝类的相对食性贡献为21.9%;虾类、螺类、鱼类和蟹类的平均贡献差异较小;分别为9.7%、9.7%、9.6%和9.3%;头足类的贡献最低;仅为7.3%。此外;根据δ15N值及营养位置的计算公式得出:远海梭子蟹在红海湾海域位于2.91±0.68营养级。远海梭子蟹的7类潜在食物中;藻类的营养位置最低;为1.21±0.58;其次为双壳贝类;为2.00±0.25;蟹类、螺类、虾类和鱼类的营养位置分别为2.85±0.33、2.87±0.26、3.01±0.16和3.08±0.18;头足类的最高;为3.41±0.17。     

基于稳定同位素技术的光背团水虱食性分析

为了探究光背团水虱的食性特征,本研究利用碳、氮稳定同位素技术于2015年冬季和2016年夏季对广西北海廉州湾红树林中光背团水虱及其食物来源的碳、氮稳定同位素比值（δ13C值和δ15N值）进行分析。结果显示,冬季和夏季光背团水虱的δ13C值大小范围为-22.85‰~-21.87‰,平均值为（-22.46±0.35）‰;δ15N值大小范围为11.02‰~12.85‰,平均值为（11.88±0.56）‰;光背团水虱的δ13C值、δ15N值变化范围较小,表明其食物来源较为简单。单因素方差分析结果显示,冬季与夏季光背团水虱的平均δ13C值差异不显著（P>0.05）,而夏季的δ15N值普遍高于冬季δ15N值,差异显著（P<0.05）;不同生长阶段的光背团水虱δ13C值、δ15N值会随着体长的增长而增大,差异显著（P<0.05）,表明光背团水虱在生长的过程中可能发生了食性转变。光背团水虱的δ13C值与浮游生物的δ13C值相近,而与红树植物δ13C值差距较远,说明光背团水虱主要以浮游生物为食物来源。基于R语言稳定同位素混合模型（SIAR）计算结果显示,冬季和夏季各粒径级别浮游生物对不同生长阶段的光背团水虱的贡献率趋势基本一致,表现为1.2~25 μm粒级的浮游生物对光背团水虱平均贡献率最高,其次为25~50 μm粒级,粒径大于100 μm的浮游生物对体长小于5.5 mm的光背团水虱贡献率较低,对体长大于5.5 mm的光背团水虱的贡献率随着体长增大而相应增大,说明不同生长阶段的光背团水虱食性有差异。对光背团水虱食性分析的结果可为深入研究团水虱爆发的原因及危害红树林的作用机理提供基础资料。     

西沙群岛东岛潟湖沉积物碳、氮元素地球化学特征及其指示的环境变化

根据对西沙群岛东岛潟湖沉积柱样DD-01粒度特征,210Pb年代学,C、N元素地球化学,有机碳同位素（δ13C）以及生物残留组分的分析,探讨了东岛沉积环境的演变。结果显示,沉积柱剖面自下而上可分成4段:（1）34~40 cm的沉积层受鸟粪影响较大,TN、TOC含量分别介于0.15%~0.27%及1.78%~2.8%,δ13C值介于-24.86‰~-23.84‰,可见大量鸟粪沉积,植物颖果以及淡水相介形类残体;（2）28~34 cm （年代约132 a BP）的沉积层中淡水相的介形类以及植物颖果和鸟粪沉积几乎绝迹,海相有孔虫以及海胆刺残体数量激增,TN含量介于0.05%~0.06%,TOC含量在0.4%~1.17%之间,分别降至相对低值;δ13C值变轻,介于-25.95‰~-25.45‰;平均粒径较粗,稳定在1.3Φ左右;TIC含量较高,介于10.95%~11.26%,接近纯净碳酸盐的含量。C、N元素的含量较上下层位均出现了剧烈的变化,这可能受到了海洋沉积动力事件影响,使得东岛的生态环境产生了剧烈的变化;（3）19~28 cm 深度,TN、TOC出现增加的趋势,沉积物中又重现植物颖果及其残体,此段沉积物更多受到牛粪的影响,δ13C值保持在较轻的水平;（4）19 cm（年代约90 a BP）处至表层,TN、TOC含量快速波动增长,受到鸟类种群恢复带来的大量鸟粪输入的影响,δ13C的值也出现了变重的趋势。     

黄海大型底栖动物食物网结构和营养关系研究

黄海是中国近海生态系统的重要组成部分,蕴藏着丰富的海洋生物资源。本研究利用碳氮稳定同位素技术,对该海域大型底栖动物的食物源、营养级和底栖食物网结构进行了研究。结果表明,底栖动物的食物源悬浮颗粒有机物(POM)、沉积物有机物(SOM)、浮游植物和浮游动物的δ~(15)N平均值为:浮游动物浮游植物SOMPOM,δ~(13)C平均值为:SOM浮游动物浮游植物POM。共测定了54种底栖动物的碳氮稳定同位素,其δ~(15)N值范围为5.81‰(美原双眼钩虾)～14.6‰(黄鲫),δ~(13)C值范围为-21.51‰(日本胡桃蛤)～-8.38‰(司氏盖蛇尾)。软体动物双壳类大多数以SOM和浮游植物作为主要食物来源;软体动物腹足类大多数为以小型软体动物和多毛类为食的肉食性动物;节肢动物蟹类是以POM、SOM、浮游动植物、小型软体动物和多毛类等为食的杂食性动物;节肢动物虾类大多数以浮游动物和端足类等小型甲壳类为食;小型鱼类大多数以浮游动物和小型软甲类为食;大中型鱼类则是以小型鱼类、小型软甲类和小型软体动物为食。本研究中的54种底栖动物的营养级范围为1.20～3.57。其中,双壳类等10种处于1～2营养级,腹足类、蟹类、虾类和小型鱼类等36种处于2～3营养级,大中型鱼类等8种处于3以上营养级。基于大型底栖动物的食物源和营养关系,初步构建了黄海底栖食物网。     

末次盛冰期以来南海北部神狐海域沉积有机质的组成特征及其古气候/环境意义

通过对两根沉积柱GHE27L和GHE24L的总有机碳（TOC）、总氮（TN）、C/N比值及稳定碳同位素（δ13C_org）的分析,本文探讨了21.1 ka BP以来南海北部陆坡神狐海域沉积有机质的组成特征及可能的古气候/环境信息。沉积柱GHE27L的TOC含量、TN含量、C/N比值及δ13C_org值分别为0.53%~1.81%,0.07%~0.18%,8.2~16.0和-23.6‰~-20.3‰。沉积柱GHE24L各参数则分布为0.45%~1.65%,0.09%~0.24%,5.3~12.2和-22.6‰~-20.4‰。沉积柱总体有机质的剖面变化显示,末次盛冰期以来南海北部沉积有机质具有海洋和陆地混合来源,但以海洋有机质来源为主。冰期陆源有机质对总有机质的相对贡献比全新世高。末次盛冰期南海北部气候相对干旱,C₄植被发育。全新世夏季风增强、降雨增多。自2.0 ka BP以来,人类活动对南海北部海洋初级生产力产生一定的影响。     

桑沟湾及附近海域表层沉积物碳氮同位素分析及有机质来源

Naturally existing stable carbon and nitrogen isotopes are important in the study of sedimentary organic matter sources. To identify the sources of sedimentary organic matter in Sanggou Bay and its adjacent areas, which is characterized by high-density shellfish and seaweed aquaculture, the grain size, organic carbon(OC), total nitrogen(TN), carbon and nitrogen isotopic composition(δ13C and δ15N) of organic matter in the surface sediment were determined. The results showed that, in August, sedimentary OC and TN ranged from 0.17% to 0.76% and 0.04% to 0.14%, respectively. In November, OC and TN ranged from 0.23% to 0.87% and 0.05% to 0.14%, respectively. There was a significant positive correlation between OC and TN(R=0.98, P0.0001), indicating that OC and TN were homologous. In August, the δ13C and δ15N of organic matter varied from-23.06‰ to-21.59‰ and 5.10‰ to 6.31‰, respectively. In November, δ13C and δ15N ranged from-22.87‰ to-21.34‰ and 5.13‰ to 7.31‰, respectively. This study found that the major sources of sedimentary organic matter were marine shellfish biodeposition, seaweed farming, and soil organic matter. Using a three-end-member mixed model, we estimated that the dominant source of sedimentary organic matter was shellfish biodeposition, with an average contribution rate of 65.53% in August and 43.00% in November. Thus, shellfish farming had a significant influence on the coastal carbon cycle.     

夏季大亚湾悬浮颗粒有机物碳、氮同位素组成及其物源指示

2015年夏季开展了大亚湾悬浮颗粒有机物碳（POC）、氮含量（PN）及其同位素组成的研究,结果表明,δ13C_POC和δ15N_PN的变化范围分别为-25.7‰~-17.4‰和-6.3‰~10.4‰,平均值分别为-20.2‰和8.2‰。大亚湾悬浮颗粒有机物含量及其碳氮同位素组成的空间变化反映了不同有机质来源的影响:喜洲岛附近海域表现出高POC、PN、δ13C_POC和δ15N_PN的特征,指征着浮游植物水华的主导贡献;东北部范和港附近海域具有高POC、PN、低δ13C_POC和高δ15N_PN的特征,反映了河流/河口水生有机物的影响;湾顶白寿湾附近海域的δ13C_POC和δ15N_PN出现低值,体现了陆源有机质和人类污水排放的影响。借助δ13C_POC和δ15N_PN的三端元混合模型,定量出海洋自生有机质、陆源有机质、河流/河口水生有机质等3个来源的贡献平均分别为70%、13%和17%,其中海洋自生有机质是夏季大亚湾悬浮颗粒有机物的最主要来源。从这3种来源颗粒有机物含量的空间变化看,海洋自生有机质含量由湾内向湾外减少,与初级生产力的空间变化相对应;河流/河口水生有机质含量在大亚湾东北部出现高值;陆源有机质含量在表、底层出现不同态势,表层陆源有机物含量在湾中部海域最低,而底层则呈现出自湾内向湾口增加的趋势,主要受控于离岸距离和珠江冲淡水、粤东沿岸上升流输送的影响。     

秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类营养关系的初步研究

本研究利用碳、氮稳定同位素（δ¹³C、δ¹⁵N）技术,估算了秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类的营养级（TL）和主要碳源,结合6个群落营养结构量化指标,初步分析秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类的营养关系。结果表明,不同鱼类之间的δ¹³C和δ¹⁵N值差异显著（p < 0.01）,其中,δ¹³C值介于−18.3‰～−15.4‰,δ¹⁵N值介于12.9‰～16.3‰。鱼类TL介于2.5～3.4,平均TL为3.0 ± 0.8,显示涠洲岛的鱼类以肉食性为主。涠洲岛鱼类的有机碳源比较复杂,但大型海藻和底栖微藻是驱动鱼类食物网的关键碳源。鱼类群落的食源多样性水平和营养级长度（CR和NR）分别为2.35和3.09。凸多边形总面积（TA）、平均离心距离（CD）、平均最近相邻距离（MNND）和最近相邻距离的标准差（SDNND）分别为4.48、0.89、0.40和0.29,表明涠洲岛珊瑚礁鱼类群落的营养结构具有营养冗余程度较高,但食物链较短和营养多样性低等特征。以上结果表明,涠洲岛珊瑚礁生态系统食物网结构不完整,未来有必要开展适当的管控和修复措施恢复涠洲岛珊瑚礁生态系统的结构和功能。     

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‰～...     

中街山列岛海域食物网结构初步研究及主要消费者潜在碳源分析

为了解中街山列岛的食物网结构特征,本研究于2020年7月在中街山列岛海域采集鱼类、虾蟹类、头足类、贝螺类和浮游动物等消费者样本,利用碳、氮稳定同位素技术,分析大型海藻、浮游植物、悬浮颗粒有机物（POM）和沉积物有机物（SOM）4种潜在碳源对消费者的贡献率以及中街山列岛海域的食物网结构和营养关系。结果表明：（1）碳源的δ¹³C值范围在−22.93‰～−9.73‰之间,δ¹⁵N值范围在1.72‰～7.68‰之间,消费者的δ¹³C值范围在−21.95‰～−12.55‰之间,δ¹⁵N值范围在4.13‰～12.92‰之间,不同碳源及不同消费者类群之间的碳、氮稳定同位素均有显著性差异（p<0.01）;（2）应用SIBER模型计算中街山列岛海域的营养结构指标,与其他海域的研究结果对比发现,该海域生态系统的食源多样性更加丰富,营养级长度和生态位总空间较高;（3）应用SIAR模型计算碳源贡献率,结果表明浮游植物和POM是该海域的重要碳源,平均贡献率为29.63%和28.72%;浮游植物对浮游动物的贡献率最大为80.58%,POM对鱼类的贡献率最大为79.74%;SOM对虾蟹类的贡献率最大为49.94%;大型海藻对消费者的碳源贡献率最低,平均为18.37%;（4）以浮游动物为基线生物计算得知主要消费者的平均营养级在1.58～3.63之间,营养层次为3级,各种类平均营养级由大到小依次为头足类（3.09）、鱼类（3.00）、虾蟹类（2.70）、贝螺类（1.82）,中街山列岛海域消费者以低、中级肉食性动物为主,杂食性和高级肉食性动物较少。本研究初步探明了中街山列岛生态系统食物网,为了解该生态系统营养结构奠定了基础,也为今后进一步研究该海域的生态营养动力学提供理论参考。     

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....     

Dynamics and sources of suspended particulate organic matter in the Marennes-Oléron oyster farming bay: Insights from stable isotopes and microalgae ecology

The aim of this study was to distinguish between sources of the complex variety of Marennes-Oléron Bay suspended particulate organic matter (SPOM) contributing to the tropho-dynamics of the Marennes-Oléron oyster farming bay. Basic biomarkers (Chl a, C/N and POC/Chl a ratios), carbon and nitrogen stable isotopes from SPOM were analyzed and the microalgae community was characterized. The sampling strategy was bimonthly from March 2002 to December 2003; samples were taken from an intertidal mudflat. Four main sources contributed to the SPOM pool: terrigenous input from rivers, neritic phytoplankton, resuspended microphytobenthos and periodic inputs from intertidal Zostera noltii meadows. Seasonal fluctuations were observed in both years of the study period: (1) SPOM collected in the spring of 2002 (δ¹³C = −25‰ to −23‰) was mainly composed of fresh estuarine inputs; (2) SPOM from the summer and fall of 2002 and 2003 was predominantly neritic phytoplankton (δ¹³C = − 22‰ to −19‰); (3) SPOM from the winter of 2002, spring of 2003 and winter of 2003 (δ¹³C = −21 to −23‰) was composed of a mixture of decayed terrigenous river inputs and pelagic phytoplankton, which was predominantly resuspended microphytobenthos. In the summer of 2003—the warmest summer on record in southern France and Europe—SPOM was particularly enriched for ¹³C, with δ¹³C values ranging from −14‰ to −12‰. Pulses in δ¹³C values, indicative of ¹³C-enriched decaying materials, extended into the fall. These were attributed to benthic intertidal inputs, including both resuspended microphytobenthos and Z. noltii detritus. Changes in SPOM sources in Marennes-Oléron Bay may lead to differences in the quality of the trophic environment available for reared oysters.