大洋性头足类胃和肠道中的微塑料——以秘鲁外海茎柔鱼为例

海洋动物摄入微塑料已得到广泛证实,但对于大洋性头足类动物仍存在较大空白。茎柔鱼是头足类商业捕捞中产量最高的物种,在东太平洋生态系统占主导地位。本研究以秘鲁外海茎柔鱼成体为对象,定量分析胃和肠道内微塑料的丰度与组成,并探究微塑料在组织和性别间的潜在差异。结果表明: 茎柔鱼雌、雄个体相同组织内存在相似的微塑料丰度与组成。组织间比较发现,茎柔鱼胃中微塑料的丰度和粒径均高于肠道,胃单位组织重量的丰度低于肠道。胃和肠道中微塑料形状均以纤维为主(占比>94.3%),颜色以蓝色和黑色为主(总占比>79.5%),聚合物类型主要是密度大于海水的赛璐酚(占比74.4%)和聚丙烯酸(占比11.0%),这些微塑料在下沉过程中可能被白天栖息在深海的茎柔鱼所摄入,初步反映了秘鲁渔场水体中的微塑料分布特征。研究结果有助于了解大洋性头足类的微塑料污染现状,并为进一步研究微塑料对头足类的生态效应提供基础。     

柔鱼科近缘种茎柔鱼与鸢乌贼营养生态位及相互关系

同域近缘种由于进化选择的压力,会形成不同的行为适应策略。研究同域近缘种生态位格局,有助于理解近缘物种的竞争和共存机制,是深入了解种群动态变化的基础性问题。选取东太平洋赤道海域的柔鱼科头足类近缘种茎柔鱼和鸢乌贼为研究对象,利用生物地球化学示踪物(稳定同位素和脂肪酸)分析两种头足类的营养生态位及相互关系。结果显示,茎柔鱼和鸢乌贼肌肉的部分必需脂肪酸(C18∶2n6、C20∶2n6、C20∶3n3、C20∶4n6和C20∶5n3)含量存在差异,说明二者食物来源不同,但其碳、氮稳定同位素比值无显著差异,可能是因为相同个体大小的茎柔鱼和鸢乌贼营养级相近,且摄食空间相似。这些结果在营养生态位的分析结果中也得到了验证,稳定同位素营养生态位的重叠程度高于脂肪酸营养生态位,表明脂肪酸组成更能体现同域近缘种的食性差异。本研究可加深对头足类进化过程中摄食行为适应机制的理解,并为评估同域近缘种的营养生态位关系提供有益参考。     

东太平洋赤道海域茎柔鱼的营养生态位和肠道微生物组成

掌握海洋生物的营养生态位特征及其应对环境变化的响应机制,对于评估渔业和气候变化对海洋生态系统功能的影响至关重要。茎柔鱼(Dosidicus gigas)是东太平洋重要的渔业经济物种,在生态系统中具有承上启下的重要生态作用。在气候变化的大背景下,掌握茎柔鱼应对气候变化的响应过程将有利于合理把控其资源状况。本研究采用稳定同位素和高通量技术手段,分别从宏观和微观角度量化比较分析了正常时期和厄尔尼诺时期赤道海域的茎柔鱼营养生态位、肠道长度及肠道微生物组成。结果表明: 不同气候时期茎柔鱼的δ¹³C值存在显著差异,说明食物来源具有差异性;其肠道微生物主要由放线菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、厚壁菌门、变形菌门和软壁菌门组成,不同时期微生物群落组成无显著差异,但多样性和相对丰度差异显著。在厄尔尼诺时期,茎柔鱼个体具有较小的营养生态位、较长的肠道、更高的肠道微生物群落多样性及丰富度;肠道微生物的差异主要体现在厚壁菌门、拟杆菌门、螺旋体门、WPS-2和Kiritimatiellaeota,样本距离更为集中。这表明由厄尔尼诺事件导致的栖息地环境及食物变化可能限制茎柔鱼的活动,改变其肠道微生物的结构和功能,有利于其适应环境及食性的变化。     

脂类抽提对北太平洋柔鱼肌肉碳、氮稳定同位素测定结果的影响

稳定同位素技术可深层次地分析头足类的摄食习性和栖息地等方面的重要信息.稳定同位素分析多选取动物肌肉为研究组织,然而,肌肉中的脂类含量会影响对其稳定同位素信息的准确解析.北太平洋柔鱼是重要的大洋经济性头足类,在海洋生态系统中具有重要的生态地位.本研究选取了53尾北太平洋柔鱼,通过分析脂类抽提对胴体肌肉稳定同位素比值的影响,探讨脂类物质对稳定同位素比值的干扰机制,对比不同碳稳定同位素比值校正模型的适用性,并提出适用于北太平洋柔鱼胴体肌肉δ¹³-C校正模型.结果表明： 北太平洋柔鱼肌肉的脂类抽提会引起稳定同位素测定结果的显著变化,δ¹³-C和δ¹⁵-N分别平均升高0.71‰和0.47‰,在分析组织碳稳定同位素比值时,脂类抽提在样品预处理过程中十分必要,其能消除脂类对样品稳定同位素分析的干扰,从而更加准确地分析研究对象食性与栖息地的变化.在单独进行氮稳定同位素比值分析时,则不需要进行脂类抽提.     

基于Ecopath模型的太湖生态系统结构与功能分析

根据2008—2009年太湖湖区水生生物调查的结果及主要水生动物摄食生态学已发表资料,应用Ecopath with Ecosim 6.1软件构建了太湖生态系统的食物网模型,初步分析了太湖生态系统功能与结构特征.模型由初级生产者、主要鱼类及无脊椎动物和有机碎屑等20个功能组组成.结果表明： 太湖生态系统的能流主要分布在4个营养级上,顶级捕食者鲌鱼营养级最高.食物网存在两条主要的营养传递途径,即碎屑食物链和牧食食物链,且碎屑食物链占比较大;营养级I的利用效率低下,大量初级生产力未能流入更高的营养层次,造成生态系统下层的营养流动“阻塞”.对系统总体特征分析发现,反映系统成熟度的指标,包括较高的净初级生产力(NPP)和净初级生产力/呼吸(NPP/R),以及较低的连接指数(CI)、系统杂食指数(SOI)和Finn循环指数(FCI)等,都揭示了太湖“幼态化”的生态系统现状;混合营养分析和关键种筛选结果显示,高强度的渔业捕捞活动对系统负影响显著,而顶级捕食者的下行效应显著下降.
     

基于稳定同位素技术的北太平洋柔鱼角质颚信息

根据2012年7—10月中国鱿钓船在42°N—45°N、153°E—157°E海域采集的柔鱼样本,测定20对北太平洋柔鱼上、下角质颚的碳、氮稳定同位素比值,分析其碳、氮稳定同位素比值与柔鱼性别、个体大小和色素沉着等级之间的关系。结果表明:角质颚的碳、氮稳定同位素值在雌雄个体间均未发现显著差异;角质颚的碳稳定同位素值与个体大小呈显著负相关,而氮稳定同位素值与其呈显著正相关;随着柔鱼个体的生长,其角质颚的色素沉着等级逐渐增大,角质颚的氮稳定同位素比值也随之升高,而色素沉着等级与儿茶酚类物质的含量有关,儿茶酚类物质含量的增大使柔鱼角质颚强度增大,从而更有利于柔鱼摄食高营养级生物。     

海洋生态系统稳定同位素基线的选取

稳定同位素技术在海洋食物网研究中得到了广泛的应用,但在分析海洋生物食性和营养级时,需要选择某种生物或物质的稳定同位素值作为基线.本文综述了河口和海湾、浅海、大洋及深海4类典型海洋生态系统稳定同位素基线的选取,分析了影响稳定同位素基线选择的因素,以及特定化合物稳定同位素在消除基线时空异质性中的潜在价值,并对目前存在的问题以及今后的研究方向进行了展望,以期为国内学者进一步深入开展海洋生态系统的稳定同位素生态学研究提供有益参考.     

稳定同位素技术在头足类摄食生态学研究中的应用

头足类在海洋食物网营养关系中占有重要地位,然而对其复杂的生活史过程,尤其是摄食生态学信息仍知之甚少.稳定同位素技术作为传统食物网科学研究方法的有力补充,可更深层次地分析头足类的摄食习性和栖息地等方面的重要信息.本文在比较分析国内外头足类摄食生态学研究方法的基础上,系统归纳总结了稳定同位素技术在头足类摄食生态学研究中的发展现状并介绍最新进展情况,着重分析稳定同位素技术在头足类生活史信息,尤其是在摄食生态学研究中的应用现状及发展前景,包括测定样品标准化、头足类生长发育过程中的食性转换和洄游分布等核心问题,以促进其在头足类生物学研究中的应用.     

秘鲁外海茎柔鱼摄食洄游的稳定同位素研究

茎柔鱼是具有高度洄游性的中上层头足类,是生态系统中的关键物种,也是我国远洋渔业重要捕捞对象之一.了解掌握茎柔鱼摄食及洄游信息有助于对其资源进行更合理利用.头足类内壳是一良好的信息载体,其生长发育具有不可逆性且生长贯穿整个生活史过程,包含了头足类生活史过程中的全部信息.本研究通过对秘鲁外海茎柔鱼耳石日龄进行鉴定,建立其内壳叶轴生长方程,根据该生长方程对内壳叶轴进行连续切割,测定其碳、氮稳定同位素比值,并初步分析了其在生长发育过程中的食性转换和洄游习性.结果表明: 茎柔鱼个体在出生180 d后开始洄游活动,且营养层次存在下降趋势.证明了内壳连续取样分析茎柔鱼个体摄食习性和栖息地变化的可行性.     

基于碳、氮稳定同位素技术的东太湖水生食物网结构

稳定同位素技术是研究生态系统食物网中物质循环与能量流动的有效技术之一。碳稳定同位素比值(δ13C)常用来分析消费者食物来源,而氮稳定同位素比值(δ15N)常用来确定生物在食物网中的营养位置。本研究应用碳、氮稳定同位素技术构建了东太湖食物网结构。结果表明:东太湖食物网主要由两条营养传递途径组成,即浮游植物为初级生产者的浮游营养传递途径和苦草等大型水生植物为初级生产者的近岸底层营养传递途径,湖中9种主要鱼虾类能量主要来自近岸底层传递;翘嘴鲌(Erythroculter ilishaeformis)、鳜(Siniperca chuatsi)和鲶(Silurus sp.)作为湖泊中的顶极捕食者,具有相对最高的营养级,并占据食物网的顶层。