长江口鱼类食物网与营养结构的研究

鱼类食物网是海洋生态系统中物质循环与能量流动的重要途径,营养结构则是表明能量流动过程中不同消费者的营养水平以及消费者之间的营养关系,二者对研究海洋生态系统中鱼类捕食与被捕食、种间竞争、种群调节以及数量变动等都具有重要意义。但国内、外关于长江口鱼类食物网及营养结构的研究尚未见详细报道。 为探讨三峡工程对河口生态系统的影响,中国科学院海洋研究所于1985年9月至1986年8月对长江口及邻近海域进行了周年综合性本底调查,并对长江口鱼类食物类型作了简单的描述(刘瑞玉、罗秉征等,1987),本文根据以上资料对长江口60种主要鱼类的食物组成、摄食生态类型、食物网与营养结构进行了分析,以期为研究长江口生态系统的功能、生物生产过程以及合理开发利用长江口渔业资源提供科学依据。     

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。     

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.     

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。     

13C/12C比值作为海洋生态系统食物网示踪剂的研究──崂山湾水体生物食物网的营养关系

于1992年9月–1994年5月先后对崂山湾海域作了7个航次调查。由实验室培养试验和现场采样分析两种方法得出食物链一个营养级的¹³C富集度分别为(1.6±0.2)×10^-3和1.7×10^-3,两者几乎一致。由7个季度月的现场采集样品的同位素分析结果表明,从处在食物网底部的浮游植物到最高级的肉食性鱼类之间δ¹³C差值平均为6.9×10^-3,相当于5个营养级;并由各类生物的碳同位素数据分别确定了它们在该食物网中的营养位置,其结果与食性分析方法所得结果基本吻合。同位素示踪方法研究的结果还表明,崂山湾水体生物食物网中碳的来源主要是浮游植物碳。     

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‰～...     

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....     

~(13)C/~(12)C比值作为海洋生态系统食物网示踪剂的研究──崂山湾水体生物食物网的营养关系

于1992年9月—1994年5月先后对快山湾海域作了7个航次调查。由实验室培养试验和现场采样分析两种方法得出食物链一个营养级的13C富集度分别为（1．6±0．2）×10-3和1．7×10’,两者几乎一致。由7个季度月的现场采集样品的同位素分析结果表明,从处在食物网底部的浮游植物到最高级的肉食性鱼类之间13C差值平均为6．9×10-3,相当于5个营养级;并由各类生物的碳同位素数据分别确定了它们在该食物网中的营养位置,其结果与食性分析方法所得结果基本吻合。同位素示踪方法研究的结果还表明,崂山湾水体生物食物网中碳的来源主要是浮游植物碳。     

基于拓扑网络研究海州湾食物网结构与复杂性

针对食物网结构与复杂性的研究有助于深入解析食物网的功能、营养动力和能量转化过程。本文根据2011年3−12月在海州湾及其邻近海域进行的5个航次的渔业资源底拖网调查资料以及胃含物分析数据,基于11个拓扑网络指数,构建了海州湾拓扑网络,研究海州湾食物网的结构与复杂性。结果表明,本文分析的海州湾食物网物种数S为93,连接数L为1 021,每个物种的相互作用数量L/S为10.98,连接性L/S²为0.12;顶级物种、中间物种、基础物种的比例分别为29%、69%和2%;食物网的杂食性指数为87%,连接复杂性指数SC为22.20,特征路径长度ChPath为2.11,聚类系数CC为0.23。通过每个物种的相互作用数量和连接性的研究显示,L/S和L/S²的值都处在正常范围内,所以海州湾食物网的复杂性仍保持较高水平。通过物种比例、杂食性指数、连接复杂性指数、特征路径长度、聚类系数对食物网结构分析,发现海州湾食物网结构处于稳定状态,能够在一定程度上抵御外界环境的扰动,保证生态系统功能的正常运行。通过对海州湾食物网结构与复杂性的研究,将为今后海州湾食物网功能的深入研究以及海州湾渔业资源的科学管理提供重要依据。     

互花米草入侵对河口盐沼湿地食物网的影响

盐沼湿地因其在河口及沿岸水域生态系统中的重要地位而被普遍关注,近年来互花米草在长江口乃至整个东南沿海地区的入侵及迅速蔓延更是引起了广泛重视。由于对维系本区域湿地生态系统运转的食物网结构的了解仍很有限,从而难以准确评估互花米草入侵后对原有生态系统的影响。本研究通过基于碳、氮稳定同位素测定结果的IsoSource软件估算和聚类分析,对长江口盐沼湿地内不同初级生产者的相对营养贡献大小进行了初步评估。结果显示在该湿地食物网中,底栖微藻和本土陆源C3植物是主要的营养来源。入侵C4植物互花米草的营养贡献不显著,在本次研究中仅有堇拟沼螺这一腹足类消费者在夏季较为确定地表现出对源自互花米草的富δ13C的有机质的摄取。随着互花米草的迅速扩散,其在长江口湿地的有机质产出中所占比例还将不断增加,这将可能从营养基础的层面自下而上对该食物网的结构和功能造成影响。     

A preliminary study on benthos food web structure of tidal zone in the Laoshan Bay by using stable carbon isotopes

By analyses of carbon isotopic composition(δ¹³C values) of the benthos collected in the Laoshan Bay in August 1993 and February and May 1994, it is found that the main food sources of the benthos can be divided into four groups in terms of carbon isotope composition: Particulate Organic Matter (POM),benthic diatoms, benthic macroalgae and the organic matter in sediments.The results show that the carbon isotopic composition of the benthic animals has a close relation with that of the food they take in.The carbon isotopic compositions of benthos may be useful in elucidating their food sources.The carbon isotopic data have confirmed that POM is the main food source of the benthic filter feeders such as bivalves; crustaceans have a wide range of δ¹³C values, showing their food source has diversity; benthic diatoms are an important fraction of the food for most of gastropods.A preliminary investigation of the benthic-pelagic coupling in that region using the stable carbon isotopic tracers has confirmed the importance of POM as a food source for benthos in this region,but the organic matter in sediments and benthic diatoms are also relatively important for a lot of benthic animals.The benthic-pelagic coupling in the Laoshan Bay temperate ecosystem is not so tight as that in ecosystems at higher latitudes such as north-eastern water polynya.     

Food web structure within kelp holdfasts (Laminaria): a stable isotope study

Kelp holdfasts are highly reticulated structures which host a large diversity of small fauna. These microhabitats have been reported to play a crucial role in the biodiversity associated to kelp forest ecosystems. This study aimed at identifying trophic links and the main food sources sustaining food webs within communities associated with kelp holdfasts, through a stable isotope (δ¹³C and δ¹⁵N) approach. Sampling of the main invertebrates inhabiting Laminaria digitata holdfasts, and of their potential food sources, took place in February and May 2007. Stable isotope results reveal that most of the primary consumers, including filter-feeders and deposit-feeders, rely on the particulate organic matter sedimented within kelp holdfasts. Only three grazers departed from this general pattern. The correspondence between the stable isotope ratios of predators and sediment consumers indicated that this source is at the base of the main pathway through which energy and matter transit in the food web. δ¹⁵N ranges found for consumers revealed that the food web associated with kelp holdfasts is composed of 3.5 levels. In spite of the low diversity of food sources at the base of the food web, these microhabitats can therefore be considered micro-scale ecosystems, from a functional perspective.     

白刺参，浅青刺参，深青刺参和紫刺参色素组成及黑色素含量的比较分析

Sea cucumber, Apostichopus japonicus(Selenka), is a commercially important marine species in China. Among the differently colored varieties sold in China, white and purple sea cucumbers have the greatest appeal to consumers. Identification of the pigments that may contribute to the formation of different color morphs of sea cucumbers will provide a scientific basis for improving the cultivability of desirable color morphs. In this study,sea cucumbers were divided into four categories according to their body color: white, light green, dark green, and purple. The pigment composition and contents in the four groups were analyzed by high performance liquid chromatography(HPLC). The results show that the pigment contents differed significantly among the white, lightgreen, dark-green, and purple sea cucumbers, and there were fewer types of pigments in white sea cucumber than in the other color morphs. The only pigments detected in white sea cucumbers were guanine and pteroic acid.Guanine and pteroic acid are structural colors, and they were also detected in light-green, dark-green, and purple sea cucumbers. Every pigment detected, except for pteroic acid, was present at a higher concentration in purple morphs than in the other color morphs. The biological color pigments melanin, astaxanthin, β-carotene, and lutein were detected in light-green, dark-green, and purple sea cucumbers. While progesterone and lycopene,which are also biological color pigments, were not detected in any of the color morphs. Melanin was the major pigment contributing to body color, and its concentration increased with deepening color of the sea cucumber body. Transmission electron microscopy analyses revealed that white sea cucumbers had the fewest epidermal melanocytes in the body wall, and their melanocytes contained fewer melanosomes as well as non-pigmented pre-melanosomes. Sea cucumbers with deeper body colors contained more melanin granules. In the body wall of dark-green and purple sea cucumbers, melanin granules were secreted out of the cell. The results of this study provide evidence for the main factors responsible for differences in coloration among white, light-green, darkgreen, and purple sea cucumbers, and also provide the foundation for further research on the formation of body color in sea cucumber, A. japonicus.     

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。     

异常气候和环境对刺参养殖业的影响及应对策略

为有效化解或降低异常气候和环境对我国刺参(Apostichopus japonicas)养殖生产造成的不良影响,进一步增强产业抵御风险能力,概述了近10年来"厄尔尼诺"和"拉尼娜"等世界性气候变化不同程度引发的持续高温、集中强降雨、长期大范围冰封等极端天气现象,以及海洋生态持续恶化导致的有害藻华泛滥、围海造礁等环境突变现象对我国刺参养殖产量、产品质量造成的直接影响,调查研究了灾害发生对刺参养殖业发展造成的次生影响,结合产业现状,分别从基础设施、苗种质量、技术集成创新、风险意识、产业链结构以及保障机制等方面系统分析了当前刺参养殖应对异常气候和环境影响的短板问题,有针对性的提出了应对措施与防范策略建议,以期为保障我国刺参养殖产业持续、高效、健康发展提供有益的借鉴。     

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。     

Origin of resources and trophic pathways in a large SW Atlantic estuary: An evaluation using stable isotopes

The Río de la Plata (34° 36′ S, 55° 58′ W; Argentina and Uruguay) estuary, one of the most important South American estuarine environments, is characterized by weak seasonal freshwater discharge, low tidal amplitude (<1 m), a wide and permanent connection to the sea, and a salt-wedge regime. Using stable isotope analysis, we explored the relative importance of the different sources of primary production in the food web. Our results show that phytoplankton and macrodetritus from terrestrial salt and freshwater marshes both contribute to the food web of the Río de la Plata estuary. On the basis of the sampled species, we identified four trophic levels. The clam Mactra isabelleana, the calanoid copepod Acartia tonsa, and the opossum shrimp Neomysis americana are the primary consumers. The rays Atlantoraja castelnaui and Squatina guggenheim and the shark Galeorhinus galeus are the top predators. The Río de la Plata food web shows an important input of nutrients derived from phytoplankton. Rays, sharks, and predatory gastropods reveal an important contribution of C4 plants (likely Spartina spp.). However, production derived from C3 plants is also important for some species. The fishes Brazilian menhaden, Brevoortia aurea; the stripped weakfish Cynoscion guatucupa; and the whitemouth croaker, Micropogonias furnieri, showed differences in their isotopic signatures as juveniles and adults, indicating different food sources, and they were therefore treated as different components of the food web. Our data suggest that detritus from salt and freshwater marshes is reaching the Río de la Plata estuary and can be an important allocthonous source of energy to this environment.