基于稳定同位素技术的长湖鱼类营养结构研究

本研究应用碳、氮稳定同位素技术分析了2017年秋季（10月）和2018年春季（3月）湖北省荆州长湖鱼类营养结构特征,构建了δ¹³C和δ¹⁵N稳定同位素双位图,并计算了7个相关的量化指标。结果显示：所采集的16种鱼类,δ¹³C均值范围为（-27.7±0.8）‰~（-24.8±0.1）‰,δ¹⁵N的均值范围为（11.4±0.3）‰~（16.6±0.5）‰。营养生态位分析显示,长湖鱼类以偏肉食性鱼类黄颡鱼的营养级最高（3.28±0.2）,草鱼的营养级最低（1.74±0.1）。稳定同位素的量化指标表明,长湖春季鱼类群落核心生态位空间（standard ellipse area, SEA）、生态位总空间（total area, TA）和基础食物来源（δ¹³C range, CR）均高于秋季,两个季度的营养多样性（centrifugal distance, CD）和鱼类群落的整体密度（mean nearest neighbor distance, MNND）相似,但春季的营养长度（δ¹⁵N range, NR）和鱼类群落营养生态位分布范围（standard deviation of nearest neighbor distance, SDNND）值低于秋季。说明春季长湖的生态位总空间（TA上升）和基础食物来源（CR上升）较为丰富,但因鱼类种类的食性相近,其群落的总食物链降低（NR下降）。该研究可为分析拆围后长湖鱼类群落结构特征积累基础数据,也为长湖的渔业管理策略提供依据。     

基于稳定同位素技术的洈水水库鱼类群落营养结构

为调查山谷型水库的鱼类群落营养结构及其食物资源利用情况,基于碳(δ³C)、氮(δ¹⁵N)稳定同位素技术研究了湖北省洈水水库2020年夏季与秋季鱼类群落结构特征,并运用贝叶斯混合模型评价4种潜在碳源(颗粒有机物、陆生植物、周丛藻类和有机碎屑)对不同食性鱼类的贡献。结果表明:洈水水库鱼类群落的营养结构存在季节差异,鱼类群落的营养层次(NR)、基础食物来源(CR)、生态位总空间(TA)、群落的整体密度(NND)、聚集均匀程度(SDNND)和核心生态位空间(SEAc)等参数为夏季高于秋季,表明夏季食物源多样性高、营养冗余程度低、食物网结构更加复杂而稳定。洈水水库夏季和秋季鱼类均依赖外源性碳源,但两个季节的利用方式存在显著差异(P<0.05)。整体上,陆生植物在两个季节对洈水水库鱼类的碳源贡献最大,但夏季周丛藻类为次重要碳源,秋季有机碎屑为次重要碳源,颗粒有机物(POM)在两个季节均不重要。夏季和秋季对外源碳的依赖程度最高的鱼类均为黄尾鲴(碎屑食性鱼类),对外源碳的依赖程度最低的鱼类为鳙(滤食性鱼类)和团头鲂(植食性鱼类)。在夏季和秋季共有的9种...     

不同渔业方式水库鱼类资源的水声学评估

采用Biosonics DT-X回声探测仪(208 kHz)在2011年的秋末冬初对大溪、沙河、金牛山3个不同渔业方式的中等营养化水库进行了水声学调查,并构建了水库中鱼类资源分布的GIS模型.结果表明： 3个水库间鱼类平均大小无显著性差异,但鱼类目标强度(TS)分布曲线表明鱼类大小分布比例并不一致,受渔业方式影响明显.大溪水库鱼类密度(平均0.0183 ind·m^-3)与沙河水库鱼类密度(平均0.0124 ind·m^-3)差异不显著,金牛山水库鱼类密度(平均0.0085 ind·m^-3)显著小于大溪水库和沙河水库,3个水库中鱼类密度水平分布与水深没有显著的相关关系.3个水库中鱼类均成群分布,对大溪水库和沙河水库调查时还发现鱼类聚群行为.3个水库的鱼类资源量分布均在下游最高,除沙河水库受赶鱼作业影响外,其他2个水库大坝前鱼类资源量分布明显偏高.基于鱼类分布GIS建模的栅格化数据、各个栅格的水面面积,对TS>-60 dB鱼类资源总量进行估算,大溪水库约为48万尾,沙河水库约为61万尾,金牛山水库约为52万尾;对TS>-40 dB的鱼类进行统计评估,大溪水库约为5.04万尾,沙河水库约为5.29万尾,金牛山水库约为9.07万尾.     

基于稳定同位素技术的辽宁浑太河流域水生食物网研究

为探究辽宁省浑太河流域水生生物营养结构特征及其变化,分别于2020年秋季(10月)和2021年春季(5月)对该流域开展渔业资源调查,依据主要消费者及饵料生物样品的碳、氮稳定同位素值(δ¹³C和δ¹⁵N),利用SIBER和MixSIAR模型分析渔获物群落营养结构的时空差异,并初步构建该流域的食物网。结果表明,主要渔获物的δ¹³C和δ¹⁵N值分别为–37.18‰—–19.28‰和7.98‰—16.51‰,且季节性差异不显著(P>0.05),但δ13C值空间差异极显著(P<0.01)。浑太河流域渔获物的营养级为1.71—4.39,同种鱼类营养级具有极显著的时空差异(P<0.01)。与春季相比,鱼类在秋季摄食的食物资源更丰富、所占的生态位更宽,同时太子河的各项群落营养结构指标均优于浑河。基础食源分析结果表明水生植物与陆生植物分别为浑太河两个季度的主要碳源,陆生植物和POM分别为浑河和太子河中鱼类的主要碳源。研究填补了对浑太河流域水生生物食物网及群落营养结构研究的空缺,为该流域后续的保护、修...     

浙江南部近海前肛鳗营养生态位变化研究——基于稳定同位素技术

基于2016年和2020年浙江南部近海收集的71尾前肛鳗样品,通过测定碳氮稳定同位素比值计算其营养生态位指标,对比分析前肛鳗不同发育过程、不同季节及不同年份营养生态位的差异,探究营养生态位的变动规律及对资源的利用情况。结果表明：（1）2016年和2020年前肛鳗平均δ¹³C值分别为（-15.19±0.31）‰、（-15.90±0.45）‰;平均δ¹⁵N值分别为（12.42±0.45）‰、（12.92±0.25）‰;（2）单因素方差分析表明,2016年前肛鳗不同发育过程δ¹³C值差异不显著（P>0.05）,δ¹⁵N值差异显著（P<0.05）,不同季节间δ¹³C值和δ¹⁵N值均存在显著差异（P<0.05）,而2020年前肛鳗不同发育过程δ¹³C值和δ¹⁵N值差异均不显著（P>0.05）,不同季节间δ¹³C值存在显著差异（P<0.05）,δ¹⁵N值差异不显著（P>0.05）;（3）从个体发育来看,2016年前肛鳗有向高营养级饵料生物摄食的趋势,而2020年前肛鳗摄食特化现象不明显,但均随个体发育过程生态位宽幅逐渐减小,表明个体发育过程营养生态位会出现资源竞争共存分化现象;（4）种群营养多样性指标结果显示前肛鳗在秋、冬两季食物来源较春、夏两季更广泛,春季营养多元化程度与秋季相似,夏季营养多元化程度与冬季相似,各季节间营养生态位重叠较小,存在明显的时间分化现象;（5）2020年前肛鳗种群营养结构多样性指标相比2016年均出现不同程度的降低,两年的SEAc未发生重叠现象。由于种内种间的竞争压力,研究发现前肛鳗在个体发育过程及不同时间段都出现了营养生态位分化现象,从而达到维持物种共存、保持食物网结构稳态的目的。     

黄河口近海海草床浮游-底栖营养传递特征

为了探寻海草床浮游-底栖营养传递耦合特征,于2017年7月对黄河口近海海草床碳源和消费者功能群进行样品采集和碳氮稳定同位素（δ¹³C和δ¹⁵N）测定,计算了消费者功能群的营养级,利用基于贝叶斯的稳定同位素混合模型定量化消费者功能群的食源组成,计算了消费者功能群的浮游、底栖营养贡献比例。结果表明：黄河口近海海草床的碳源和消费者功能群的δ¹³C和δ¹⁵N值均呈现显著性差异（P<0.05）,浮游碳源的δ¹³C值显著低于底栖碳源,消费者功能群的营养级范围为1.49-4.20。浮游动物和腹足类分别由浮游和底栖营养传递途径提供能量来源,其余消费者功能群共同依赖于这两种营养传递路径。消费者功能群随着浮游营养贡献比例的增加,其δ¹³C值逐渐降低。反之,随着底栖营养贡献比例的增加,其δ¹³C值逐渐增加。这与浮游碳源和底栖碳源的δ¹³C值的分化现象一致。对该海草床营养传递特征的系统性定量化解析有助于了解海草床的能量传递模式,为海草床的生态保护和修复提供系统性视角。     

流溪河水库颗粒有机物及浮游动物碳、氮稳定同位素特征

为了解影响流溪河水库颗粒有机物(POM)碳和氮稳定同位素(δ¹³C和δ¹⁵N)变化的主要因素,及其与浮游动物δ¹³C和δ¹⁵N之间的关系,于2008年5月至12月份对POM及浮游动物的δ¹³C和δ¹⁵N进行了研究。颗粒有机物碳稳定同位素(δ¹³C_POM)和氮稳定同位素(δ¹⁵N_POM)的季节性变化幅度分别为5.1‰和2.2‰,5月和7月份δ¹³C_POM较高,而在10月和12月份降低,这主要与降雨将大量外源有机物带入水库而引起的外源及内源有机物在POM组成上发生变化有关。δ¹⁵N_POM总体呈上升趋势,可能是由降雨引起的外源负荷、初级生产力、生物固氮等因素共同作用的结果。浮游动物的δ¹³C及δ¹⁵N总的变化趋势与POM的相似,也具有明显的季节性变化,食物来源的季节变化可能是造成其变化的主要原因。在5月份,浮游动物的食物来源为POM中δ¹³C较高的部分,也就是外源有机物,而在10月及12月份,其食物则可能主要为浮游植物。     

基于稳定同位素方法的闽江口常见鱼类群落营养结构的季节性变化

为了解闽江口常见鱼类群落的营养结构特征,于2015年冬季(1月)、春季(5月)、夏季(8月)、秋季(11月)采集闽江口底拖网渔业资源样品,利用稳定同位素分析闽江口常见鱼类群落营养结构特征及其季节性变化,并计算了基于δ¹³C-δ¹⁵N量化的7个营养结构的群落范围指标.结果表明: 闽江口常见鱼类群落除夏季和秋季的δ¹³C值之间不存在显著性差异,其余各季节之间δ¹³C值均差异显著;δ¹⁵N值春季与其余3个季节都表现出显著性差异,而其余3个季节δ¹⁵N值互相之间均无显著性差异.稳定同位素的量化指标表明: 闽江口常见鱼类群落的营养结构存在季节差异,春季的生态位总空间(TA)、核心生态位空间(SEAc)、鱼类基础食物来源(CR)、营养长度(NR)、鱼类营养多样性(CD)均为四季的最大值;从夏季至秋季再到冬季,生态位总空间(TA)、核心生态位空间(SEAc)、鱼类基础食物来源(CR)、营养长度(NR)、鱼类营养多样性(CD)和营养位置差异(MNND)均逐步上升.闽江口常见鱼类群落营养结构的季节差异可能与鱼类生殖洄游和群落内食源多样性的变化密切相关.     

大宁河下游主要鱼类营养结构的时空变化

为了解大宁河下游主要鱼类食物网营养结构的时空变化特征,应用稳定同位素技术分析了大宁河下游巫山和大昌2个采样点在不同水位时期鱼类的碳、氮稳定同位素比值,并计算了δ13C-δ15N同位素生态位中的6个营养结构的量化指标。结果表明,不同水域的颗粒有机物(POM)的δ13C值随与河口距离而减小,δ15N值与河口距离无显著相关性。同种鱼类的δ13C值均无显著性差异;除了5月,巫山站点与大昌站点同种鱼类的δ15N值无显著性差异外,其他不同站点、不同水位时期同种鱼类的δ15N值均存在显著性差异。对同种鱼类组成的鱼类群落同位素量化指标比较发现,巫山站点10月鱼类群落的营养多样性指标及营养位置高于5月群落;大昌站点,不同水位时期的各指标变化趋势与巫山站相反。出现这种变化的原因可能是由于目前大宁河静水水域存在丰富的饵料导致。各鱼类群落营养结构的时空变化并未显示出处明显的规律性,可能与采样时间、鱼类种类的选择和样本量的大小有关。基于各种同位素值量化的生态指标应用于大宁河水域的鱼类食物网结构变化特征的研究,能为大宁河渔业生态调控措施以及渔业生态系统重建与修复提供理论依据。     

水生生态系统食物网复杂性与多样性的关系

探索食物网的复杂结构是生态学的中心问题之一。基于构建的黄河口海草床食物网并耦合实际食物网的数据集，整理了包含河口、湖泊、海洋和河流四种水生生态系统类型的48个实际食物网案例。以食物网的节点数反映食物网多样性，物种之间的营养链接数、链接密度和连通度来表示食物网的复杂性，采用营养缩尺模型描述水生生态系统食物网的复杂性特征与节点数的普适性规律。结果表明：所涉及的48个水生生态系统食物网的多样性和复杂性跨度较大，其中，节点数的分布范围为4-124，链接数为3-1830，链接密度为0.75-15.71，连通度为0.06-0.25。不同类型水生生态系统间的连通度存在显著性差异（P=0.01），节点数、链接数、链接密度不存在显著性差异。各类型生态系统的食物网链接数、链接密度均随节点数的增加而增加（R²=0.92，P<0.001和R²=0.82，P<0.001）。湖泊生态系统的连通度随节点数的变化不明显，围绕在0.20附近；而其他3种类型生态系统的食物网连通度随节点数的增加而降低（R²=0.06-0.41，P<0.001）。对全球尺度的水生食物网多样性和复杂性的定量化研究对于提升对食物网的复杂结构的科学认识，从系统尺度探究多样性和复杂性的关系提供数据支撑。     

广东省水库的蓝藻污染状况与水质评价

于2000年的丰水期和枯水期对广东省19个大中型水库的浮游植物状况进行了调查,并根据浮游植物群落结构、多样性指数、蓝藻污染状况和营养状态指数对水库的水质进行了分析。结果表明,大部分水库为蓝藻型水体,优势种类主要是能产生毒素的微囊藻类,而且蓝藻种类数和细胞密度与水库水质密切相关。蓝藻细胞密度和百分比分别为0.1×104-6728.4×104 cellsL-1和0.53%-99.2%。大部分水库受到了一定程度的污染,属于中营养型;东江流域的新丰江水库和白盘珠水库水质优良,为贫营养型;而位于经济较发达的沿海地区的鹤地水库、石岩水库和契爷石水库已受到严重污染。东江流域和北江流域水库水质普遍较好,而粤西沿海地区和珠江三角洲地区水库则污染较为严重。     

麻塘湖水库鱼类种群及其饵料生物现状的初步研究

通过对怀宁县麻塘湖水库的鱼类种群及饵料生物组成进行的调查,鉴定出水生维管束植物的四个优势种,底栖动物２２种,浮游动物三大优势类群和鱼类３２种。结果表明该水库的鱼类年龄组成趋于低龄化。在此基础上,作者提出了恢复该水库鱼类资源和提高水库生态效益的初步意见     

广东典型小型供水水——-契爷石水库浮游生物与富营养化特征分析

于2000年丰、枯水期对契爷石水库的理化因子,浮游生物种类组成,细胞密度等进行了调查研究,并利用有关评价指数对该水库水体的营养水平进行了评价。结果表明,契爷石水库目前已进入富营养化状态,且枯水期较丰水期富营养化程度更为严重,另外,全年有机污染也比较严重。浮游植物丰水期以蓝藻、绿藻为主,枯水期以蓝藻、硅藻为主,该水库属于典型的蓝藻-绿藻-硅藻型水库,且有较高丰度的耐有机污染的裸藻所在。浮游动物以轮虫和桡足类为主,轮虫主要以耐有机、喜富营养的萼花臂尾轮虫（Rrachionus calyciflorus）、前节晶囊轮虫（Asplanchna priodonta）、螺形龟甲轮虫（Keratella cochearis）为主,挠足类主要以无节幼体,桡足幼体为主,成体很少,且主要以剑水蚤为主,喜寡营养的哲水蚤在该水库中没有出现,枝角类种类,数量都很少,多为广温型、嗜暖型种类,其中长额象鼻蚤（Bosmina longirostris）和微型裸腹蚤（Moina micrura）习居于富营养型水体中。     

广东省典型大中型供水水库和湖泊微囊藻毒素分布

为了解肝脏促癌剂微囊藻毒素（MCs）在广东省淡水水体中的污染情况,于2003年夏、秋、冬3个季节,采集了广东省12个典型供水水库和4个湖泊的水样;同时于2004年2—12月对7个水库和1个湖泊进行了每隔2个月的加密调查,用高效液相色谱（HPLC）和酶联免疫法（ELISA）测定了水体中微囊藻毒素（MCs）含量。结果显示广东省典型供水水库和淡水湖泊微囊藻毒素分布广泛,毒素组成以MC-RR为主,水库微囊藻毒素含量在未检出—0.919μg/L,2004年毒素含量比2003年有一定程度的上升。微囊藻毒素污染较为严重的水库为汤溪、鹤地、契爷石和深圳等水库,广州流花湖和肇庆星湖等城市景观湖泊中微囊藻毒素污染也较为严重。虽然本次调查的所有水样MCs含量均在世界卫生组织和我国饮用水卫生标准以下,但结果说明广东省饮用水源已在一定程度上遭受MCs的污染,需采取有效措施防止水质进一步恶化。     

粤东三个中型水库富营养化特征分析

于2000年的丰水期和枯水期,对粤东三个中型水库:合水水库、河溪水库、沙田水库进行了富营养化特征进行了调查与分析。结果表明:三个水库多数采样点处于中营养阶段;总氮在0.16～1.58mg·L~(-1)范围内,总磷为0.034～0.15mg·L~(-1)叶绿素则为0.732～6.57mg·m~(-3);浮游植物大部分是中污性至寡污性的种类,以蓝藻、绿藻种类占优势,常见种是微囊藻(Microcystis sp.)、颗粒直链藻(Melosira granulata)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)。合水水库和河溪水库的富营养化水平较高,TSI指数在40左右,丰水期的富营养化水平高于枯水期;而沙田水库的富营养化水平相对要低,TSI指数在30左右,丰水期的富营养化水平要低千枯水期。说明这三个水库受流域的影响程度不同。     

东张水库氮磷内源负荷定量分析

根据物质平衡原理,通过建立氮磷物质内源负荷与其出入库量及水体氮磷储存量间的定量关系,对水库氮磷内源负荷进行定量分析,揭示水体中氮磷内源负荷的时间分布规律,并以福建省东张水库为例,阐述如何根据水库实测的水质和水文统计数据推算水库逐月氮磷内源负荷的具体做法和步骤。研究表明,东张水库中氮磷元素的内源负荷具有明显的季节分布规律,内源负荷大小与水体底层溶解氧的含量具有一定的相关性。1～4月水体底层富氧,氮的内源输入大于输出,内源负荷呈正值,其他月份呈负值。对于磷,7、8月水体底层厌氧,内源磷的输入大于输出,内源磷负荷呈正值,其它月份呈负值。这一方法只要在具备足够精度和系列的污染物出入库资料、水体污染物储存量监测资料以及相关水文资料的情况下,具有较高的计算精度。     

广东沿海与粤北山区中小型水库浮游生物群落比较分析

于丰水期和枯水期对广东山区水库(赤石迳水库)、沿海水库(大水桥、赤沙水库)三个水库的湖泊区和河流区进行研究,分析水质和浮游生物群落结构。三个水库之间的浮游生物群落均有所区别,地理位置和地形不同而引起的温度差异以及外源性营养盐输入是造成浮游生物种类和数量差异的主要原因。沿海水库不分层,而山区水库丰水期温跃层明显。各水库的氮磷比均较高,chl.a水平主要受磷限制,沿海水库则多喜暖性的种类,如裸藻、隐藻、沙居剑水蚤等,山区水库发现较多喜冷性浮游生物,如金藻、透明溞等,丰水期的甲藻丰度也相对高于枯水期。     

景洪水库浮游植物群落结构变化及与水质的关系

景洪水库是澜沧江下游的重要梯级开发水库,具有重要的生态战略地位。为评估景洪水库水质和浮游植物群落结构现状,本研究根据库区水位和季节变化在2021年3月、6月、9月开展了库区水质和浮游植物监测。结果表明：景洪水库各监测点位水质较好,满足《地表水环境质量标准》Ⅱ类水质标准,富营养化评价结果为贫营养至中营养,但水质和营养状态从3月至9月呈现逐渐下降的趋势; 3月至9月浮游植物密度增加、多样性降低,随着季节变化浮游植物优势种发生明显改变,3月份优势种为隐藻门（Cryptophyta）和硅藻门（Bacillariophyta）,到9月份库区演变为蓝藻门（Cyanophyta）为主。RDA分析表明总有机碳和透明度与浮游植物群落结构变化显著相关。建议后期需加强景洪水库水生态环境监测与评估,预防水体富营养化和蓝藻水华的发生。     

三峡水库富营养化问题与对策研究

三峡水库蓄水后,大部分库湾已出现富营养化态势,并暴发了数次以甲藻(拟多甲藻)和硅藻(小环藻)为主的水华现象,特别是在春季。以香溪河库湾为例,分析两周年的营养状态变化,总体上说,除冬季外,大多数月份为富营养,在春季则为重富营养。对三峡水库22条入库支流库湾的营养状态进行综合评价,结果表明,有5条(22.7%)支流库湾为中营养,17条(77.3%)支流库湾为富营养(重富营养化支流库湾有10条,占45.5%);但三峡水库本身水质尚好,仍保持中营养状态。统计分析表明,入库支流流域的年均流量和流域面积与支流库湾叶绿素a存在显著负相关关系,说明支流库湾越小或年均流量越小,藻类叶绿素a浓度就越高,即越容易在春季形成水华。文中讨论了控制和减缓富营养化几项措施。       

热带亚热带水库浮游植物叶绿素a与磷分布的特征

于丰水期和枯水期对广东省19个大中型水库的浮游植物叶绿素a和磷(P)进行采样和测定,分析了P和叶绿素a的分布特征及其相关性。结果表明P的浓度和叶绿素a含量较低的有流溪河、新丰江、公平和白盆珠水库;而枯、丰两期P的浓度和叶绿素a含量均较高的有契爷石、石岩、鹤地和大镜山水库;其余12个水库均属于季节性差异较明显的水库,在丰水期由入流带来较多的P,而枯水期则因入流相对较少,P的含量也较低。大部分水库在枯水期P限制现象比较严重,而丰水期则有所缓解。P限制程度的不同导致了丰水期和枯水期水库浮游植物种群组成和叶绿素含量的变化。丰水期的优势种类P半饱和浓度较高,在枯水期这些种类不再是优势种的组成部分。而一些P半饱和浓度较低的种类,在丰水期和枯水期都成为各个水库的优势种。通过相关性分析,正磷酸盐(PO₄^3--P)与叶绿素的相关系数较高,总磷(TP)与叶绿素的相关系数则相对较低。从时间上来看,枯水期PO₄^3--P与叶绿素的相关性高于丰水期;从空间上看,大坝处PO₄^3--P与叶绿素的相关性高于入水口。