应用稳定同位素测定贵州凤冈麻湾洞洞穴陆生动物的食物来源及营养级

以贵州凤冈麻湾洞洞穴生态系统为研究对象,运用δ¹³C、δ¹⁵N测定了洞穴动物及其有机碳源的同位素比值,分析了洞穴生态系统的营养级关系及洞穴动物食源。结果表明:洞内植物δ¹³C范围为-41. 78‰～-38. 80‰,较洞外植物低;δ¹⁵N范围为-1. 31‰～1.23‰,在洞外陆源有机质δ¹⁵N范围内;洞穴土壤有机质的δ¹³C范围为-31. 09‰～-24.95‰,δ¹⁵N范围为-1.08‰～7.72‰;洞穴动物δ¹³C范围为-30.41‰～-12.02‰,δ¹⁵N范围为2.07‰～8.94‰;洞穴土壤有机质对动物的食源贡献率超过72%,远高于植物对动物的食源贡献率,即洞穴土壤有机质是洞穴动物的主要食物来源。麻湾洞生态系统主要由4个营养层次组成:植物为第一营养层次;闪夜蛾、螺类、马陆类处于第二营养层次;裸灶螽、长头地蜈蚣处于第三营养层次;蜘蛛类处于第三或第四营养层次。即大部分同种(或同类群)...     

应用稳定同位素研究广西东方洞食物网结构和营养级关系

稳定性同位素技术已经成为研究生态系统食物网结构和营养级关系及其动态变化的重要手段。应用稳定同位素技术(δ13C和δ15N)研究了东风洞的食物网结构和营养级关系。研究结果表明,东风洞主要为腐食食物链,由于在洞穴内黑暗带中无光照也无植物生长,所以碳源主要为东风洞中的土壤有机质,作为第一营养级;主要摄食关系为马陆与土壤有机物质,螺类与土壤有机物质等;在该洞生态系统中,将3种马陆直接作为初级消费者,以隅蛛和其它马陆平均值之间的差值(2.04‰)作为东风洞食物网稳定氮同位素的富集因子。根据营养级模型可知,马陆类群、细长钻螺等土壤动物,裸灶螽和涂闪夜蛾形成第二营养级,即初级消费者;第三营养级包括蜘蛛类、盲蛛、地蜈蚣以及黑眶蟾蜍,为次级消费者。     

应用碳、氮稳定同位素研究稻田多个物种共存的食物网结构和营养级关系

稳定碳、氮同位素比值分析技术是研究生态系统中物质循环与能量流动的有效技术。δ13C值常用来分析消费者食物来源,δ15N值常用来确定生物在食物网中的营养位置。应用稳定同位素技术分析了稻-鱼(R-F)和稻-鱼-鸭(R-F-D)两种稻作方式下,稻田多个物种共存的食物网结构和营养级关系。结果表明,R-F中SOM的δ13C值为(-27.7±0.3)‰,与R-F-D(-27.4±0.4)‰,相差不大;R-F中POM的1δ3C值为(-27.4±0.8)‰,低于稻鱼鸭共生田(-26.7±0.5)‰;δ15N值计算发现R-F内浮游动物的营养级位置在2.24±0.16,鱼的营养级位置在3.07±0.26,均高于其在R-F-D内的营养级。在R-F-D内,由于鸭的引入,和R-F相比,鱼的营养级降低为2.63±0.13。     

冶金区节肢动物碳、氮稳定同位素组成及营养级关系

通过测定辽宁省葫芦岛锌厂不同生境植物和主要消费者的碳、氮稳定同位素比值,研究冶金区不同消费者碳、氮稳定同位素组成及不同消费者之间的关系.结果表明:节肢动物δ13C、δ15N值的变化范围分别为-12.61‰～-29.63‰、1.73‰～9.94‰,变化幅度较大.研究区植物以C3植物居多,导致不同群落生境动物δ13C值较低;螳螂、蜘蛛δ15N比值高于其他动物;通过营养级模型计算可知不同消费者之间的关系,蝗虫、蚱蜢等草食性动物形成第二营养级,即初级消费者;第三营养级包括蜘蛛、螳螂,为次级消费者.     

贵州荔波玉屏洞穴陆生动物食物来源及营养级

洞穴是“极端地下生物多样性”的聚集地, 为了揭示洞穴陆生动物的食物来源以及营养级关系, 本文于2016年10月对贵州荔波玉屏镇的3个代表性洞穴内的陆生动物进行调查, 应用¹³C和¹⁵N稳定同位素方法, 分析了洞内陆生动物和基础碳源的δ¹³C、δ¹⁵N值变化特征, 探究了各动物类群的营养级位置以及不同的基础碳源对动物的食物源的贡献率。结果表明: 洞穴植物的δ¹³C值范围为-38.25‰ ± 0.95‰至-29.44‰ ± 0.49‰, 土壤有机质δ¹³C值范围为-32.73‰ ± 0.03‰至-24.68‰ ± 0.41‰, 大部分不在洞穴植物的δ¹³C变化范围内。洞穴动物δ¹³C、δ¹⁵N值范围分别为-34.22‰ ± 0.39‰至-14.83‰ ± 0.78‰、1.86‰ ± 0.20‰至16.43‰ ± 0.05‰, 表现出较大的种(或类群)间差异。IsoSource软件估算结果表明, 洞穴土壤有机质对78.3%动物类群的食物源的贡献率高于植物。荔波玉屏洞穴消费者的营养级范围为1.01-5.32, 其中, 巨蚓科、螺类、潮虫科、马陆、大蚊科、夜蛾科主要处于第2营养层次; 蚰蜒科、蚁蛉科(幼虫)、蝙蝠处于第3营养层次; 蜚蠊科处于第2-3营养层次; 驼螽科、蠼螋科处于第2-4营养层次; 蜘蛛处于第2-5营养层次, 跨3个营养级。综上认为, 洞穴土壤有机质是洞穴消费者的主要食物基础。大部分同一类群的动物在洞穴中所处的营养级位置较稳定, 少部分同属于一个类群的动物在不同洞穴或同一洞穴不同光带所处的营养级位置有差异。     

基于碳氮稳定同位素技术研究辽东湾海蜇的食性和营养级

应用稳定同位素技术分析了渤海辽东湾海蜇及其可能摄食饵料生物的碳、氮稳定同位素比值,对其食物组成和营养级进行了研究.结果表明： 辽东湾海蜇的δ¹³C值范围是-20.27‰～-23.06‰,跨度为2.79‰,平均值为-21.33‰;δ¹⁵N值范围是6.82‰～10.03‰,跨度为3.21‰,平均值为8.25‰.海蜇的饵料生物主要包括悬浮物、浮游植物、鱼卵、≤1000 μm 浮游动物、1000～1500 μm 浮游动物和＞1500 μm 浮游动物,其中以≤1000 μm 浮游动物为主,贡献率高达71%～88%;其他饵料生物的重要性由高到低依次为>1500 μm浮游动物、1000～1500 μm浮游动物、悬浮物、浮游植物和鱼卵,其平均贡献率分别为6%～19%、0%～22%、0%～10%、0%～8%、0%～2%.经检验发现,海蜇伞径长与δ¹⁵N的相关性不显著(P >0.05),而与δ¹³C呈显著负相关(P<0.05).以悬浮物为基准的辽东湾不同伞径组海蜇的营养级范围为2.79～3.88,平均营养级为3.28.本研究结果说明,海蜇作为大型浮游动物在辽东湾生态系统中对小型浮游动物的能量传递起着关键的调控作用,研究结果将为深入研究辽东湾生物群落的营养结构及整个生态系统的物质循环与能量流动提供基础资料.     

应用碳、氮稳定同位素研究鄱阳湖枯水末期水生食物网结构

稳定碳、氮同位素比值分析技术是研究生态系统中物质循环与能量流动的有效技术.δ13C值常用来分析消费者食物来源,δ15N值常用来确定生物在食物网中的营养位置.应用稳定同位素技术分析了鄱阳湖北部湖口县、都昌县、星子县、吴城镇4个采样点95条鱼和其他食物网成分样品的碳、氮稳定同位素比值,构建了鄱阳湖枯水期末期水生食物网.结果表明,不同水域颗粒有机物(POM)的δ13C值不同,范围为-27.5‰～-24.6‰可以区分赣江、修水、鄱阳湖、长江和鄱阳湖湖交汇处水体的颗粒有机物特征.江西鄱阳湖国家级自然保护区受人类活动干扰少,核心区生物δ15N相对较低,而周边人类活动频繁的星子、都昌两县附近水域生物体内的δ15N偏高,反映了人类活动引起的营养输入对系统的影响.在湖区不同位置捕获的相同品种水生生物δ13C值不同,反映了其不同的食物来源,用δ15N值计算发现其所占据的相对营养位置较为一致.     

羊肚菌营养方式的稳定碳同位素研究

采用稳定碳同位素分析方法对羊肚菌的营养方式进行了研究.发现山西省关帝山庞泉沟自然保护区羊肚菌生境中的δ13C=-24‰为菌根营养型/腐生营养型分界线;菌盖呈黑色、有纵脉的羊肚菌为腐生营养型,菌盖呈污黄色的羊肚菌为菌根菌营养型;云南、四川、北京等地羊肚菌的营养方式呈现相似规律.     

不同林型地表甲虫食性及营养级关系：基于碳氮稳定同位素分析

土壤动物联结着生态系统地上与地下部分的物质循环和能量流动,对生态系统的结构、功能及过程起着重要的调控作用。地表甲虫作为典型的大型土壤动物,在食物网中占有重要的位置,因此对不同林型地表甲虫的δ¹³C、δ¹⁵N同位素特征及营养关系研究对了解森林土壤动物的食性特征进而保护森林生物多样性是十分必要的。采集了小兴安岭凉水自然保护区6种不同林型的地表甲虫共10科31种,利用稳定同位素技术测定了甲虫中的δ¹³C、δ¹⁵N含量,并分析不同林型内地表甲虫的δ¹³C、δ¹⁵N值及营养级差异。结果表明6、7月份不同林型地表甲虫的δ¹³C、δ¹⁵N值差异显著(P<0.05),其中δ¹³C值在原始阔叶红松林和次生白桦林显著高于落叶松人工林和阔叶红松择伐林。δ¹⁵N值在阔叶红松择伐林显著高于其他5种林型。不同林型地表甲虫的营养级差异显著(P<0.05),林型内各物种营养级差异不显著(P...     

黄东海生态系统食物网连续营养谱的建立: 来自碳氮稳定同位素方法的结果

应用天然存在的碳氮稳定同位素方法研究了黄东海生态系统食物网的营养结构, 初步建立了从浮游植物到顶级捕食者的水体食物网连续营养谱, 并结合底栖生物碳同位素资料勾勒出黄东海食物网营养结构图, 与根据1985~1986年主要资源种群生物量绘制的黄海简化食物网和营养结构图基本一致并略有改进. 结果证明, 稳定同位素方法是未来研究从病毒到顶级捕食者完整海洋食物网连续营养谱以及食物网稳定性的一个潜在的有用手段.     

应用碳氮同位素技术研究重金属在大亚湾食物网中的累积

大亚湾是受人类活动影响严重的典型亚热带半封闭海湾,长期受到重金属污染的压力,但是重金属在大亚湾生态系统中的累积情况尚不清楚.于2015年夏、冬两季(6月和12月)分别采集海水、沉积物和生物样品(包括浮游生物、游泳生物、底栖生物),在通过稳定同位素(δ¹³C和δ¹⁵N)构建大亚湾食物网结构的基础上,分析重金属(Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Cd和Pb)在大亚湾食物网中的累积和传递特征.结果表明:大亚湾生物体的主要物质来源于海洋,但也受到淡水输入的影响;大亚湾生态系统的食物链长度较短,最高营养级为3.48;高级捕食者鱼类在夏季摄食广泛,而冬季偏向于底栖食性.大亚湾环境和生物体内重金属浓度整体符合国家标准,仅发现个别站位海水中Zn和Pb超出第一类海水水质标准,口虾蛄和断脊口虾蛄体内Cd超过农产品安全标准.Cr、Co、Ni、Zn、Cd、Pb在夏、冬两季沿着食物链的传递其生物累积水平显著降低;Cu在夏季沿着食物链的传递其生物累积水平显著降低,冬季有降低趋势但不显著;Ag与营养级之间并没有显著相关性,但在甲壳动物中有生物放大的潜能.研究表明大亚湾生态系统中重金属基本处于正常状态,而Zn、Ag、Cd、Pb等重金属需要进一步关注.     

基于碳、氮稳定同位素技术研究象山港虾虎鱼类营养生态位

以象山港水域9种虾虎鱼为研究对象,利用稳定同位素技术分析虾虎鱼类的营养生态位和种间竞争关系。结果表明:所测样品δ13C值和δ15N值的变化范围分别为-20.4‰~-12.7‰和6.7‰~14.5‰,不同种类样品的δ15N值和δ13C值均存在显著差异;象山港虾虎鱼类营养层次整体较低,多数种类在该生态系统中起到次级消费者的作用;舌虾虎鱼(Glossogobius giuris)、矛尾虾虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)和六丝钝尾虾虎鱼(Amblychaeturichthys hexanema)的营养生态位宽幅相对较大,而小头栉孔虾虎鱼(Ctenotrypauchen microcephalus)、绿斑缰虾虎鱼(Amoya chlorostigmatoides)和纹缟虾虎鱼(Tridentiger trigonocephalus)等营养生态位宽幅相对较小;象山港虾虎鱼类营养生态位重叠严重,小头栉孔虾虎鱼-孔虾虎鱼(Trypauchen vagina)、髭缟虾虎鱼(Tridentiger barbatus)-纹缟虾虎鱼等之间存在激烈的营养生态位竞争。     

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。     

应用稳定同位素技术构建胶州湾食物网的连续营养谱

根据2011年春季和秋季在胶州湾进行的渔业资源综合调查,应用稳定同位素示踪技术,分析了胶州湾主要渔业生物的碳、氮稳定同位素比值(δ13C,δ15N),并计算其营养级,进而构建胶州湾食物网的连续营养谱。分析的生物种类包括浮游植物、浮游动物、大型无脊椎动物和鱼类,其生物量之和占总渔获量的95%。结果表明,胶州湾食物网的δ13C值范围是-25.63‰—-17.16‰,跨度为8.47‰,平均值为(-19.42±1.80)‰;δ15N值范围是4.15‰—14.11‰,跨度为9.96‰,平均值为(11.98±1.77)‰。胶州湾食物网中的主要生物种类可以划分为4个营养组群,即初级生产者、初级消费者、次级消费者以及顶级捕食者。δ15N值分析显示,胶州湾主要生物种类的营养级范围是1.10—4.03。与文献中基于胃含物分析计算的营养级相比较,37个种类中有29种的营养级分析结果基本一致(在0.5个营养级的误差范围之内)。因此,氮稳定同位素法是一种研究水生生态系统食物网营养位置的有效方法。其中,有8种鱼类的营养级与历史文献相比有所下降,分析方法的不同可能是原因之一,此外,这些鱼种摄食饵料生物营养级的下降也是导致其营养级降低的另一个主要原因。根据营养级计算的结果,构建了胶州湾食物网的连续营养谱,胶州湾食物网中,绝大多数生物种类都属于初级和中级肉食性种类。     

应用碳氮稳定同位素研究斑海豹(Phoca largha)的食性

通过检测以毛鳞鱼和大西洋鲱饲养6个月以上的幼年和成年豢养斑海豹(Phoca largha)肌肉、肝脏、肾脏、肺、毛发、触须和趾甲等组织的δ13C和δ15N值,获得各组织的分馏系数,结合辽东湾海域斑海豹肌肉、肝脏和肾脏等组织及辽东湾海域潜在食物的δ13C和δ15N值,推测斑海豹在辽东湾海域的食物来源。结果发现:豢养斑海豹对食物中的δ13C值各组织分馏系数依次为触须(3.5‰)毛发(3.2‰)趾甲(3.0‰)肌肉(1.3‰)肺(1.0‰)肝脏(0.5‰)肾脏(0.3‰);对食物中的δ15N值各组织分馏系数依次为肾脏(2.8‰)肝脏(2.7‰)肌肉、趾甲和触须(均为2.6‰)肺(2.4‰)毛发(1.8‰);豢养斑海豹幼崽肌肉、肾脏和肝脏组织的δ13C值分别为-22.4‰、-23.0‰和-22.1‰,母兽乳汁的δ13C值为-24.8‰;辽东湾海域成年斑海豹肌肉、肾脏和肝脏组织的δ13C值分别为-18.6‰、-19.1‰和-18.7‰。通过豢养斑海豹肌肉组织δ13C的分馏系数(1.3‰)推测辽东湾海域斑海豹的食物以鱼类为主,喜食中上层和中下层鱼类,同时也摄食一些头足类和虾类。     

基于碳稳定同位素示踪的金水河颗粒有机碳来源辨析

颗粒有机碳(Particle Organic Carbon,POC)在河流碳循环中占重要地位,并能提供流域内自然及人类活动的记录。通过采集和测定汉江上游金水河流域河岸带土壤和植物及河流中藻类和悬浮颗粒有机碳(POC)的季节性碳稳定同位素值和C/N比值,对河流水体中悬浮颗粒有机碳的浓度的季节性变化特征以及来源及其贡献进行了研究。结果表明,金水河流域水体中颗粒有机碳(POC)的浓度值存在明显的季节性变化特征,夏季春季秋季冬季。河流上游轻度干扰区的POC浓度值明显低于中下游中度干扰区和严重干扰区。河流中POC主要来源于土壤有机质、C3植物和藻类3个端元,而来源于浮游生物和C4植物碎屑的贡献很小。各季节之间具体的来源及其贡献有所差异,且POC的来源及其贡献具有空间差异。因此,金水河水体中颗粒有机碳(POC)的来源及其贡献受到季节变化和人为干扰程度的影响。     

贵州黑洞内红点齿蟾组织和器官的碳氮稳定同位素分析

应用稳定同位素技术对贵州黑洞红点齿蟾组织和器官的δ13C、δ15N同位素组成进行了研究。结果显示,其胃肠、肌肉、肾脏、肝脏、骨头的δ13C值平均范围为-23.5763‰~-22.5933‰,跨度为0.9830‰,δ15N值平均范围为6.2940‰~7.2193‰,跨度为0.9253‰;其δ13C值大小顺序为骨头肌肉胃肠肾脏肝脏,δ15N值大小顺序为骨头肝脏肾脏肌肉胃肠。红点齿蟾在不同的年龄阶段、不同的性别中,其δ13C、δ15N值也不同,其δ13C值大小顺序为幼体雌性成体雌性幼体雄性成体雄性,δ15N值大小顺序为幼体雄性成体雄性幼体雌性成体雌性。Spearman相关分析结果表明,红点齿蟾肝脏的δ13C值随其体长和湿重的变化而成极显著变化(P≤0.01),其Spearman相关系数分别为0.820和0.833;其肾脏和肝脏的δ15N值也随其体长和湿重的变化而呈极显著变化(P≤0.01),其Spearman相关系数分别为0.812,0.895和0.800,0.883。     

草海湿地食物链稳定碳氮同位素特征与食物链结构

以国家级自然保护区贵州威宁草海为研究对象,利用稳定同位素技术,分析草海湿地食物链碳(δ~(13)C)、氮(δ15N)同位素特征,计算各生物类群营养级别,建立草海食物链结构。结果表明:草海湿地生态系统中δ13C比值范围为-27.56‰～-13.25‰(均值±标准差,-21.52‰±3.61‰);δ15N值范围为0.32‰～15.14‰(8.69‰±3.92‰),δ13C与δ15N呈显著负相关(r=-0.423,P0.01)。草海湿地食物链中消费者营养级处于0.8～3.7,其中:鱼类营养级为0.8～2.5,相对其他地区偏低;底栖动物营养级为2.0～2.8,鸟类营养级为1.0～3.7。鱼类和底栖动物的营养级别均表现为肉食性杂食性植食性。草海食物链结构复杂,主要的两条碳流动途径分别为:底泥和浮游植物→浮游动物→鱼类→鸟类以及水生植物→鱼类和鸟类。     

珠江河口渔业生物稳定同位素营养级分析

于2015年8月采集珠江河口东、西口门水域39种主要渔获物(30种鱼类,5种虾类和4种贝类),分析其稳定碳、氮同位素组成(δ~(13)C、δ~(15)N)和营养级谱。结果表明:珠江口东口门水域主要渔业生物δ13C范围为-31.92‰~-19.34‰(均值-23.65‰),δ~(15)N值范围为9.57‰~17.14‰(均值13.48‰);西口门水域主要渔业生物δ~(13)C范围为-26.75‰~-16.36‰(均值-21.19‰),δ15N范围为9.01‰~16.49‰(均值12.72‰),两区域生物群落δ~(13)C和δ~(15)N均值差异显著(δ~(13)C:P0.001,δ~(15)N:P=0.036);对东、西口门两水域主要渔业生物群落营养级采用不同的基线生物计算,发现两水域生物群落营养级范围相近,范围为2.0~4.7,包括植食性、杂食性、低级肉食性、中级肉食性和高级肉食性5个类群;其中,底、顶端营养级生物种类少,而中间层次种类多;与Fishbase数据库记录比较发现,约43%的种类营养级均值位于Fishbase营养级范围内,约33%低于Fishbase低阈值,余下的23%高于Fishbase高阈值。初步建立了珠江河口主要渔业生物营养级谱,可为当地渔业资源的利用和管理提供依据。     

基于碳氮稳定同位素的南海中西部海域春季中上层渔业生物群落营养结构

根据2018年春季于南海中西部海域进行的灯光罩网渔业生物调查,本研究采用碳氮稳定同位素技术,分析了南海中西部海域中上层渔业生物的碳氮稳定同位素基本特征,构建了连续营养谱,划分了营养功能群,并比较了不同营养功能群间的营养结构特征。结果表明: 采集的23种渔业生物δ¹³C均值最大为鲯鳅,(-17.58±0.21)‰,最小为六带线纹鱼,(-19.86±0.33)‰;δ¹⁵N均值的变化范围为8.31‰(琉璃玉鲳)～(12.46±0.74)‰(宝刀鱼)。连续营养谱分析表明,采集的中上层渔业生物营养级介于3.01～4.23,其中19种渔业生物(占总渔获种类的83%)的营养级位于3.0～4.0。23种渔业生物可划分成浮游生物食性、游泳生物食性和混合生物食性3个营养功能群。稳定同位素标准椭圆面积(SEA)分析显示,浮游生物食性功能群占据的营养生态位宽幅最大(SEA=1.56‰²),其次为混合生物食性功能群(SEA=0.99‰²)和游泳生物食性功能群(SEA=0.31‰²)。混合生物食性功能群分别与游泳生物食性功能群和浮游生物食性功能群存在17%和26%的营养生态位重叠度,而游泳生物食性功能群与浮游生物食性功能群不存在生态位重叠。