夏季若尔盖高寒湿地水生生物群落食物网结构特征

为了解若尔盖高寒湿地夏季水生生物群落食物网结构及营养关系特征,应用稳定同位素技术分析了若尔盖湿地 3个不同区域(ZS1、ZS2和ZS3)水生生物群落碳、氮稳定同位素比值,并计算了13C-15N同位素生态位中的6个营养结构量化指标。结果显示:外源性营养源陆生植物13C、15N值分别为-28.23- -26.07,-1.20-5.98; 内源性营养源颗粒有机物 (POM:主要成分为藻类)和水生植物13C、15N值分别为-26.39- -21.17、-25.37- -24.15,3.68-6.61、3.50-4.01; 其中POM样品13C、15N组成存在明显的区域性差异(P0.05,P0.001)。食物网营养结构分析显示若尔盖湿地外源性碳源输入(优势陆生植物)对于维持该水域生态系统结构稳定有着十分重要的作用。若尔盖湿地水域食物网营养级介于2-3,暗示了其生态系统结构的相对脆弱性。同位素量化指标标记发现若尔盖湿地水生动物群落生态结构存在明显的空间异质性,可能与若尔盖湿地发达的畜牧产业相关。     

崂山湾人工鱼礁区星康吉鳗摄食生态及食物网结构

根据2015年4月至2017年1月于崂山湾人工鱼礁区地笼网和延绳钓捕获的279尾星康吉鳗样本,从胃含物组成、食性类型、摄食等级、营养生态位和营养级等方面对其摄食生态进行研究,同时结合海区许氏平鲉、大泷六线鱼、斑头鱼、褐菖鲉、花鲈等9种鱼类的胃含物分析结果,构建人工鱼礁区鱼类关键种的简化食物网模型.食性研究结果表明:星康吉鳗共摄食7类30余种饵料,虾类是其最主要的饵料类群,其次为鱼类和头足类,大泷六线鱼、方氏云鳚、鹰爪虾、玉筋鱼和日本鼓虾等是其优势饵料.星康吉鳗的饵料生物组成随肛长和季节发生显著变化.四季均以鱼类和虾类为主,春季胃含物中包括头足类,秋季包括头足类和蟹类,冬季亦有蟹类出现.肛长≤120 mm的星康吉鳗主要摄食鱼卵和鹰爪虾,120~130 mm肛长组主要摄食玉筋鱼和日本鼓虾,肛长>130 mm的星康吉鳗主要摄食大泷六线鱼和方氏云鳚.其摄食强度也随季节和肛长而变化,空胃率的季节性差异显著,平均胃饱满系数的季节性差异不显著,不同肛长组的空胃率和平均胃饱满系数均不存在显著差异.人工鱼礁区简化食物网结构显示:鱼类关键种的营养级均在3级以上,星康吉鳗的营养级为4.636,处于海区食物网的最顶端.虾类、蟹类、端足类和软体动物等是鱼类关键种的主要饵料,甲壳类、方氏云鳚、大泷六线鱼和玉筋鱼是高营养级鱼类花鲈和星康吉鳗的主要饵料.     

枸杞岛近岸海域食物网的稳定同位素分析

为了探明岛礁近岸海域食物网主要生物类群之间的营养关系,对2012年11月和2013年2月枸杞岛近岸的消费者及其潜在食物源的稳定碳、氮同位素组成进行了分析,并利用氮稳定同位素数据计算了消费者的营养级。结果表明:枸杞岛近岸海域消费者潜在食源浮游植物、POM、SOM和大型海藻的δ13C值范围为-21.7‰~-14.7‰,浮游动物、大型无脊椎动物和鱼类等消费者的δ13C值范围为-21.1‰~-13.7‰。初级生产者的C/N平均值为8.5,消费者的C/N平均值3.7,差异极显著(P0.001)。根据消费者的δ15N值,可将枸杞岛近岸海域的消费者分为滤食性浮游动物、食藻或碎屑的小型底栖动物、杂食性的大型无脊椎动物和鱼类以及凶猛的肉食性鱼类4大类,消费者共有4个营养等级,黑鲷的营养级最高为4.33。     

太湖贡湖湾食物网特征研究

应用稳定性同位素技术(13C和15N)研究了太湖贡湖湾食物网特征, 结果显示由于食物来源变化多样性影响, 导致贡湖的食物网结构和营养级关系变化较为复杂, 贡湖主要生物类群13C、15N值表现出较大的种间差异。消费者13C值从摇蚊幼虫的-32.3到锯齿米虾的-22.1, 其值大小与营养级的关系没有规律性。消费者平均15N值从褶纹冠蚌的10.3到位于顶端间下鳙的19.0, 随营养级位置而升高。群落中所有种类的15N、13C值之间没有相关性(r=0.1835, P0.05), 表明该食物网是非线性食物网。研究结果验证了杂食性生物有机体普遍存在于富营养化的贡湖水域生态系统中, 且13C结果表明, 浮游植物、固着藻类以及沉水植物为贡湖食物网中大多数生物有机体的主要碳源。贡湖食物链长度为4.44营养级。     

基于稳定同位素的湿地食物源判定和食物网构建研究进展

湿地生物营养动力学是湿地生态系统结构和功能评价研究的基础.碳、氮稳定同位素作为识别营养关系的方法,已在湿地生态系统食物来源、组成和食物链传递研究中得到广泛运用.本文系统综述了稳定同位素食物贡献度计算模型和营养级确定的基本方法和理论;讨论了动物营养分馏值和基线的选择依据;概括了湿地生态系统典型食物源及其稳定同位素变化特征;总结了草食、杂食和肉食等不同营养级动物的食物来源.指出了稳定同位素在湿地食物源溯源和食物网研究中的不足;基于国内外研究现状和发展趋势及需求,展望了未来同位素技术在湿地食物网生态学研究中的运用前景和研究重点,提出需要加强稳定同位素营养分馏和基线的影响因素、样品处理和保存方式研究以及胃含物、分子标记物和多元素同位素结合分析.     

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。     

三亚蜈支洲岛海洋牧场区域夏季食物网研究

三亚蜈支洲岛海洋牧场在针对珊瑚礁修复工作、热带海洋牧场建设等方面取得了不错的效果,但海洋牧场区域的营养结构仍需要长期的监测评估。于2020年7月海洋生物调查共采集52种主要消费者,以碳(δ¹³C)、氮(δ¹⁵N)稳定同位素技术为基础,首次构建三亚蜈支洲岛海洋牧场区域食物网并进行研究。结果表明：(1)主要消费者的δ¹³C值范围在-19.10‰—-12.74‰之间,平均值为(-16.99±1.52)‰;δ¹⁵N值范围为6.43‰—14.03‰,平均值(11.24±1.70)‰。单因素方差分析结果显示,不同类群之间碳氮稳定同位素均有显著性差异(P<0.01)。(2)大型海藻和底栖微藻对主要消费者的贡献率最大为41.50%,沉积有机物(SOM)和浮游植物也是消费者的重要碳源(贡献率分别为20.05%、19.97%),悬浮颗粒有机物(POM)对消费者的碳源贡献率最低,为18.48%。(3)三亚蜈支洲岛牧场区域主要消费者的营养级范围为1.53—3.76,主要消费者营养层次分布两端少,中间多。通过系统聚类分...     

稻田中性昆虫对群落食物网的调控作用

本文把稻田既非害虫也非天敌的一类昆虫称为中性昆虫,应用选择性控制法（扑虱灵和杀蚊幼剂＾－ＢＳ）、挤压法、脉冲试验法及通径分析研究了稻田中性昆虫的调控作用;中性昆虫与天敌、害虫的直接和间接作用规律,结果证明中性昆早虫数量增加,中必一昆虫与害虫呈显著的负相关,与天敌呈显著的正相关,中性昆虫对害虫的调控主要是通过影响捕食性天敌而实现的。     

基于稳定同位素技术的海州湾海洋牧场食物网基础及营养结构的季节性变化

基于稳定同位素技术对2015年春季海州湾海洋牧场海域采集的中小型生物消费者,包括鱼类、虾类、蟹类、头足类、螺类和双壳类等与其潜在碳源样品进行分析,利用IsoSource模型计算该海域消费者碳源贡献率,并对2014年夏季生物学样品与2015年春季样品比较,分析食物网营养结构的季节性变化,根据稳定同位素测定结果绘制二维双标图,计算出6种营养结构的量化指标.结果表明: 2015年春季海州湾海洋牧场海域消费者的δ¹³C值范围为-18.9‰～-17.1‰,3种潜在碳源[浮游植物、悬浮颗粒有机物(POM)、沉积物(SOM)]的δ¹³C值范围为-18.1‰～-23.4‰,根据模型计算得出浮游植物对消费者的平均碳源贡献最大,为80.8%,其余依次为SOM和POM,分别为10.8%和8.4%.2014年夏季生物样品与2015年春季样品的δ¹³C值存在显著差异,而δ¹⁵N值无显著性差异;6种量化指标表明群落营养结构存在季节性差异, 2014年夏季的δ¹³C比值范围(CR)、总面积(TA)、平均最邻近距离(NND)和平均最邻近距离标准差(SDNND)均大于2015年春季,δ¹⁵N比值范围(NR)和平均离心距离(CD)无明显变化,夏季群落营养结构冗余度小于春季,且食源多样性水平高于春季,存在季节差异.     

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。     

Seasonal and ontogenetic shifts in the diet of Arctic charr Salvelinus alpinus in a subarctic lake

Seasonal and ontogenetic shifts in the diet of Arctic charr Salvelinus alpinus were studied in a deep, ultra‐oligotrophic lake in subarctic Finland from both stomach contents and the stable carbon (δ¹³C) and nitrogen (δ¹⁵N) isotope compositions of muscle and liver tissues. Both diet and isotope results indicated that the S. alpinus population relied mainly on littoral benthic energy sources. The strong littoral reliance appeared largely independent of season or fish size, although the data lacked small (total length, L_T, <130 mm) and young (<3 years) S. alpinus. Liver isotope values of intermediate‐sized S. alpinus (200–350 mm), however, suggested exploitation of the increase in the abundance of pelagic zooplankton in the late open‐water season. The results suggest that, in general, a strong littoral reliance of fishes can be a feature in subarctic lakes throughout the year. Due to its faster isotopic turnover rate and thus higher resolution for temporal diet changes, liver could be more commonly used in stable‐isotope studies of fish trophic niche shifts instead of using only the less responsive muscle tissue.     

土壤动物食物网研究方法

长期以来关于陆地生态系统的研究都集中在地上部分,而对于地下部分知之甚少。地下生态系统营养关系是生态系统中各生物成员之间最重要的联系,是物质循环、能量流动的重要载体。研究土壤动物食物网已成为现代地下/土壤生态学研究的热点与前沿。由于土壤动物的个体小、食性复杂、栖息环境隐蔽等原因,使得对土壤动物食物网的研究困难重重,所以选择合适的研究方法尤为重要。本文总结了国际上近几十年来土壤动物食物网研究方法,将其分为传统方法(野外直接观察法、室内培养实验观察法、显微镜下肠容物分析法)、常用方法(消化酶分析法、脂肪酸分析法、稳定同位素技术、特定化合物分子的稳定同位素分析技术)和现代分子方法(DNA分子跟踪食物链网络技术、单克隆抗体技术)3大类,具体介绍了每一种方法的发展历史和应用现状。根据土壤动物自身特性及对各方法的优势与劣势的比较,脂肪酸分析法和稳定同位素分析法是当前土壤动物食物网研究的常用方法;随着未来物种分子鉴定技术的改进和数据库的积累,DNA分子跟踪食物链网络技术将会成为未来的主流发展方向。     

稳定同位素技术在水域生态系统研究中的应用

稳定同位素作为一种天然的示踪物,应用十分广泛,其在水域生态学中的应用也日益受到重视。生物同位素组成总是与其食物同位素组成相一致,能随食物的改变而相应地发生改变,是生物生存状况的理想指示物,为水域生态系统食物网结构与功能、物质流与能量流的研究提供了有力的技术支撑。在综评稳定同位素技术原理与方法的基础上,较为详细地对其应用于水域生态研究的理论基础与进展进行了总结。该方法的应用以水域中生产者同位素组成差异为前提,主要涉及确定食物来源、食物的贡献比例、营养级的确定、食物网结构的构建及鱼类等水生生物的洄游及迁移路线等方面,这些研究对了解生态系统的动态变化与外界环境对其影响具有重要意义。并对我国此类研究的前景和存在问题进行了探讨。     

Using food network unfolding to evaluate food–web complexity in terms of biodiversity: theory and applications

Food–web complexity often hinders disentangling functionally relevant aspects of food–web structure and its relationships to biodiversity. Here, we present a theoretical framework to evaluate food–web complexity in terms of biodiversity. Food network unfolding is a theoretical method to transform a complex food web into a linear food chain based on ecosystem processes. Based on this method, we can define three biodiversity indices, horizontal diversity (D_H), vertical diversity (D_V) and range diversity (D_R), which are associated with the species diversity within each trophic level, diversity of trophic levels, and diversity in resource use, respectively. These indices are related to Shannon's diversity index (H′), where H′ = D_H + D_V ? D_R. Application of the framework to three riverine macroinvertebrate communities revealed that D indices, calculated from biomass and stable isotope features, captured well the anthropogenic, seasonal, or other within‐site changes in food–web structures that could not be captured with H′ alone.     

山东东营和烟台潮间带海草床食物网结构特征

为了探明海草床内主要生物类群间的营养关系以及食物网结构, 作者于2018年8月分别在东营黄河口潮间带和烟台西海岸潮间带海草床采集大型底栖生物样品, 采用δ ¹³C和δ ¹⁵N稳定同位素方法, 对生物样品的碳、氮同位素组成进行了测定和分析。结果表明: 东营海草床内生物的δ ¹³C、δ ¹⁵N值范围分别为-21.99‰至-12.13‰和5.23‰-11.05‰, 烟台海草床内生物的δ ¹³C、δ ¹⁵N值范围分别为-18.11‰至-14.06‰和6.60‰-10.22‰。东营海草床主要生物的营养级范围为2.00-3.85, 烟台海草床主要生物的营养级范围为2.00-3.15。根据δ ¹⁵N值计算所得的营养级图分析可知两区域海草床内初级消费者主要为滤食性双壳类和多毛类, 次级消费者为植食性或杂食性甲壳类,肉食性鱼类和腹足类。与近海海域大型底栖生物食物网相比, 海草床内底栖生物的营养级均值普遍较低。     

Depth gradients in food‐web processes linking habitats in large lakes: Lake Superior as an exemplar ecosystem

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