利用碳氮稳定同位素技术分析东海银鲳食性

利用稳定同位素技术分析了东海银鲳(Pampus argenteus)及其可能摄食饵料的碳、氮稳定同位素比值,以期探讨东海银鲳可能的食物来源.结果表明:东海区银鲳平均碳(813C)和氮(δ15N)稳定同位素比值分别为-18.22‰、8.16‰,其可能摄食饵料的δ13C值变化范围为-17.33‰～-21.58‰,差值为4.25‰,δ15N值变化范围为3.89‰～7.96‰,差值为4.07‰;东海银鲳可能的食物来源主要为箭虫、虾类、水母类、头足类、仔稚鱼和浮游动物等,其中箭虫为主要可能的食物来源,其贡献率为24%～78%,平均贡献率为57%;银鲳可能摄食的其他饵料中,贡献率从大到小依次为虾类、水母类、头足类、仔稚鱼、＞1000 μm浮游动物、500～1000 μm浮游动物和100～500 μm浮游动物,其平均贡献率分别为11.8%、8.4%、7.1%、5.0%、4.9%、3.2%和2.6%.由以上结果可知,银鲳是一种广食性鱼类,其饵料种类较多,碳和氮的来源均较为复杂.     

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...     

土壤剖面碳氮稳定同位素自然丰度的垂直分布模式及其影响机制

土壤碳、氮稳定同位素自然丰度(δ13C和δ15N)随土壤深度变化的研究,对揭示碳、氮元素生物地球化学循环机制具有重要意义.本文在概述土壤剖面δ13C和δ15N垂直分布特征的基础上,重点介绍了土壤δ13C和δ15N垂直分布模式的影响机制.土壤剖面δ13C垂直分布模式的影响机制主要有3种:1)植被δ13C值的历史变化;2)...     

高寒草甸植物碳氮组成及其稳定同位素特征

采用稳定同位素质谱仪Isoprime100,对采自黄河源区典型高寒草甸和人工改良草地的主要植物进行了碳、氮组成及其稳定同位素丰富度测定,判断植物光合类型,探讨稳定碳氮同位素丰富度对草地植被演替的响应。结果表明:(1)研究区58种主要植物碳元素含量在28.64%~51.55%之间,氮元素含量介于0.89%~4.04%,δ13 C值变化范围介于-29.50‰~-24.69‰,δ15 N值介于-4.57‰~8.32‰。(2)不同样地植物碳含量的大小顺序为人工草地(45.54%)未退化草甸(43.18%)轻度退化草甸(42.18%)严重退化草甸(39.68%),氮元素含量顺序为未退化草甸(2.30%)人工草地(2.28%)轻度退化草甸(2.13%)严重退化草甸(2.10%),表明草甸退化会引起植物碳氮含量的降低。(3)未退化草甸、人工草地、轻度退化草甸和严重退化草甸的δ13 C值依次为-25.63‰、-26.57‰、-26.76‰和-27.91‰,δ15 N值依次为-0.63‰、0.32‰、2.76‰和0.26‰。研究认为,黄河源区高寒草甸和人工改良草地的58种主要植物均属C3植物,没有发现C4和景天酸代谢(CAM)植物,低的年均气温可能是制约该区C4植物分布的主要因素;植物δ13 C值随草地退化程度加剧而逐渐降低,但δ15 N值的变化无规律性趋势。     

若尔盖草甸退化对土壤碳、氮和碳稳定同位素的影响

为了解不同退化阶段高寒草甸土壤碳、氮和碳稳定同位素的差异,对若尔盖湿地内沼泽草甸、草原化草甸、退化草甸3个阶段土壤的碳、氮和碳稳定同位素进行了分析.结果表明:若尔盖湿地草甸土壤δ¹³C 值介于-26.21‰～-24.72‰之间,土壤δ¹³C 值随土层加深而增大.土壤δ¹³C 值与有机碳含量对数值呈线性负相关.表层土壤(0～10 cm)δ¹³C值大小顺序为草原化草甸>退化草甸>沼泽草甸,β值大小顺序为草原化草甸>沼泽草甸>退化草甸.沼泽草甸、草原化草甸、退化草甸0～30 cm 土壤碳含量分别为105.32、42.11和31.12 g·kg^-1,氮含量分别为8.74、3.41和2.81 g·kg^-1,C/N分别为11.26、11.23和10.89.随着草甸的退化,土壤碳、氮呈降低趋势,退化草甸C/N值低于沼泽草甸和草原化草甸.随着土层深度加深,碳、氮含量呈现降低趋势.草甸退化导致的土壤δ¹³C 值差异主要发生在表层0～10 cm.3个退化阶段中,退化草甸土壤的β值和C/N最低,表明退化草甸土壤矿化作用较强.     

基于稳定同位素技术的辽宁双台河口保护区黑嘴鸥（Larus saundersi）食性研究

稳定同位素分析是开展濒危鸟类食性研究的现代化手段,该方法避免了传统食性研究只能反映鸟类瞬时取食的弊端,而反映鸟类长时间取食的同化比例。2014年6月收集了辽宁双台河口黑嘴鸥6种潜在食源213份样品,幼鸟血样10份,幼鸟羽毛27份,成鸟羽毛17份。稳定碳氮(δ~(13)C和δ~(15)N)同位素分析结果表明:(1)成、幼鸟羽毛稳定碳同位素(δ~(13)C)差异显著,表明幼鸟与成鸟羽毛反映的食性信息不同。(2)疾病和死亡幼鸟羽毛的稳定碳氮同位素值与健康幼鸟均无显著性差异,幼鸟血液和羽毛同位素值之间也无显著差异;表明利用疾病和死亡幼鸟的羽毛样品可以替代损伤性采集血液样品,开展稳定同位素分析。(3)幼鸟血液和羽毛样品反映黑嘴鸥食性信息基本一致。其中泥螺(Bullacta exarata)和沙蚕(Nereis succinea)是其主要食源,各自贡献率均超过31.20%;其次为矛尾刺虾虎鱼(Synechogobius hasta)(12.86%、14.49%)、宽身大眼蟹(Macrophthalmus dilatatum)(9.19%、8.08%)和天津厚蟹(Helice tientsinensis)(7.48%、6.00%)。在天然湿地持续减少和退化条件下,研究结果为黑嘴鸥繁殖的人工湿地中食源物种构建、恢复与管理提供了科学依据。     

汉江上游金水河悬浮物及水体碳氮稳定同位素组成特征

金水河位于南水北调中线工程水源地的汉江上游,研究其污染物来源及分布规律对水源地水资源保护尤为重要。研究了不同水文季节金水河中悬浮颗粒物C和N稳定同位素值、水体硝酸盐与铵盐含量及其N稳定同位素特征。结果表明:金水河流域可溶性氮素与悬浮颗粒物的来源具有明显的空间性和季节性差异,并且流域内叶绿素浓度、水体浊度、悬浮物浓度都会对河流碳氮素稳定同位素值造成影响,主要体现在环境因子的变化制约着水体中硝化和反硝化生物对氮素的可利用性。结果显示:1)水体中悬浮颗粒物的碳稳定同位素为-8.03‰-14.57‰,平均值为2.59‰;氮稳定同位素范围为-7.50‰-7.34‰,平均值为:4.33‰,表明悬浮颗粒物的来源主要为外源性土壤有机质与内源性水生植物残体的混合;2)河流水体中铵盐与硝酸盐N-稳定同位素范围分别为-5.86‰-17.20‰,平均值为5.02‰及-1.48‰-15.86‰,平均值为5.75‰;水体可溶性氮素主要来源为大气沉降、河流水生生物以及地表径流所带入的化肥农药等;3)悬浮颗粒物含量不仅随着河流径流量的季节性变化而变化,还随着人为干扰强度的加强而呈递增的趋势,水体悬浮颗粒物含量最高达到(9.883±3.45)mg/L。而NH_4~+及NO_3~-的浓度也呈现出相同的趋势,含量分别为0.07-0.45 mg/L,平均值为0.25 mg/L;0.08-0.44 mg/L,平均值为0.37 mg/L。稳定同位素测定为河流生态系统提供了一个整合时空氮素来源和转移循环过程的综合指标,揭示了环境因子对河流生态系统氮循环的影响过程与机制。     

高寒草甸消费者种群稳定碳、氮同位素组成的海拔分异

通过测定青藏高原东部高寒区不同海拔主要植物和消费者种群（雀形目鸟类和小型哺乳类）的稳定碳、氮同位素比值,研究了高寒草甸消费者种群同位素组成特征及其影响因素。结果表明：植物平均稳定碳同位素随海拔升高表现出明显的增加趋势;消费者种群稳定碳、氮同位素随海拔的升高有明显的富集效应。雀形目鸟类种群稳定碳、氮同位素随海拔的升高均呈明显增加趋势;小型哺乳类稳定碳同位素随海拔上升不明显,而稳定氮同位素具有明显的增大趋势。消费者种群稳定碳、氮同位素沿海拔梯度的富集效应,一方面与植物稳定同位素在海拔梯度上的富集密切相关;另一方面与海拔和纬度变化所引起一系列环境因子的变化在一定程度上影响到动物的稳定同位素分布模式。另外,在高寒草甸地区,与雀形目鸟类相比,小型哺乳类在动物稳定同位素组成的代谢过程中更容易受到环境改变的影响。     

植物生理生态学研究中的稳定碳同位素技术及其应用

植物生理生态学研究中的稳定碳同位素技术及其应用蒋高明（中国科学院植物研究所，北京１０００４４）ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｔａｂｌｅＣａｒｂｏｎＩｓｏｔｏｐｅＴｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌＥｃｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈ．Ｊ...     

碳稳定同位素技术在植物水分胁迫研究中的应用

植物体的碳稳定同位素组成主要由植物本身的生物学特性决定 ,但环境胁迫对其影响也十分明显。综述了碳稳定同位素技术在研究植物水分利用效率、生物量高低及判断历史气候依据等研究领域的进展 ,阐明了植物体的 δ1 3C值对干旱、盐分及其它环境因素的变化所引起的水分胁迫的响应 ,并对碳稳定同位素对水分胁迫的响应机理进行了归纳和推断     

长江江豚对人工投食适应过程的观察

作者于1989,1992,2001 和2003 年,从长江铜陵江段共捕获24 头长江江豚,在长江干流水域中,用不同的围养方式做摄食行为的观察,累计88 d。结果表明,野外捕获的长江江豚对人工投喂有3 种适应行为:(1)拒食行为;(2)警戒行为;(3)摄食行为。长江江豚的平均拒食天数为2.4 d,其中成年江豚拒食达3 d,而未成年江豚仅拒食1.5 d,两者差异极为显著(P < 0.01)。在冬季和春季圈养试验中,长江江豚的日食量随时间呈上升趋势,冬春季差异显著(P <0.01)。第2 周后江豚警戒行为所用时间不足3 min,但持续时间较长。根据冬季观察,7 周后长江江豚在40 min 内所摄取的食量不足体重的7% ,推测其摄食行为仍处在适应调整阶段。     

长江江豚繁殖生物学研究概述

长江江豚,即江豚扬子亚种,是仅分布于长江及附属湖泊中的唯一江豚淡水亚种,也是3个江豚亚种中最濒危的一个亚种。本文概述了30 年来国内外关于长江江豚繁殖生物学方面的研究成果,主要从繁殖生态学、组织解剖学、生理学以及行为学等4 个方面阐述了长江江豚繁殖生物学研究现状,并对其中一些相互矛盾和有争议的问题进行了分析。探讨了今后研究中应注意的重点问题,力图为长江江豚的繁殖生物学研究指明方向,为早日实现长江江豚的人工繁殖奠定基础。
     

长江江豚感染铜绿假单胞菌肺炎的诊治

本文记录了一例患急性铜绿假单胞菌肺炎的长江江豚诊断、治疗和预后观察过程。病原学鉴定采用鲜血琼脂平板对该江豚鼻腔拭子,在37℃下进行细菌需氧、厌氧培养和分离,并对所分离的细菌种类进行细菌学鉴定,结合血常规和血生化的检测结果,判定病原为铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa,PA）。依据病原菌的药敏试验结果对患病江豚进行治疗,预后良好。通过对整个过程的资料分析以及预后观察,得到如下提示：1）应做好饲养环境的消毒措施,防止江豚出现获得性PA感染;2）对江豚日常呼吸道和粪便中PA的检测,有利于疾病的早期预防和控制;3）江豚呼吸系统疾病的治愈依赖于准确的病原鉴定和及时的治疗,药敏试验对于PA感染的治疗非常必要;4）行为学的改变在江豚呼吸道疾病发病初期以及预后有重要的指示作用。     

Development and characterization of polymorphic microsatellite loci in the endangered Yangtze finless porpoise (Neophocaena phocaenoides asiaeorientalis)

The finless porpoise (Neophocaena phocaenoides) is one of the smallest cetacean species widely distributed in the shallow coastal waters of the Indo-Pacific Oceans. The population size of the Yangtze subspecies (N. p. asiaeorientalis) has sharply decreased in the last two decades and access to objective data on its population structure and genetic diversity would be of great assistance for their proper management. Here we report on the isolation of nine polymorphic microsatellite using the “Fast Isolation by AFLP of Sequences Containing repeats” (FIASCO) protocol. Polymorphism was assessed using 30 porpoise individuals randomly sampled in the Yangtze River. The number of alleles per locus varies from 2 to 9, with an average value of 5.56, whereas the ranges of observed and expected heterozygosities were 0.300–0.633 (mean 0.496) and 0.473–0.804 (mean 0.659), respectively.     

Using stable isotope ratios as a tracer of feeding adaptation in released Japanese flounder Paralichthys olivaceus

Release‐recapture experiments were conducted to examine temporal changes of the carbon and nitrogen stable isotope (δ¹³C and δ¹⁵N) ratios in the muscle tissue of artificially produced Japanese flounder Paralichthys olivaceus, juveniles. About 9000 juveniles (mean ± s .d . 43·3 ± 5·2 mm in standard length and 1·07 ± 0·37 g, n = 15) were released in each of three coastal areas: Chojagasaki, Arasaki and Jogashima with different geographical conditions, along Sagami Bay, Pacific coast of central Japan. Recapture efforts were made on 4, 11, 18, 40 and 55 days after the release. The stable isotope ratios, RNA:DNA ratio, stomach content mass (per body mass M_sc) and condition factor (K) of recaptured individuals were measured. The mean ± s .d . δ¹³C and δ¹⁵N values (n = 15) were ?18·3 ± 0·2‰ and 12·2 ± 0·2‰, respectively at the release. Wild Japanese flounder juveniles were captured only in Chojagasaki, and the δ¹³C and δ¹⁵N values (n = 6) were ?14·0 ± 0·4‰ and 13·2 ± 0·7‰, respectively; these values were considered to represent the wild diet. Nutritional conditions of the released and recaptured juveniles as determined by the RNA : DNA ratio, M_SC and K were indicated to be the best in Chojagasaki, in which the stable isotope ratios gradually shifted towards and reached the wild values within 40 days. This result along with stomach content analyses suggested that the released juveniles had acquired a wild feeding habit. In Arasaki and Jogashima, nutritional conditions of the recaptured juveniles were poorer, with no clear changes in the stable isotope ratios. Greatly varied stable isotope ratio values were observed in the juveniles recaptured in Chojagasaki 11 days after the release, ranging from the release levels to the wild levels. The extent of changes in the stable isotope ratios had a positive correlation to the RNA : DNA ratio and K of these juveniles (r = 0·87, n = 10 and r = 0·83, n = 18, respectively). The analyses of stable isotope ratios coupled with nutritional condition were considered to be an effective tool to examine post‐release feeding adaptation of Japanese flounder juveniles.     

基于碳、氮稳定同位素研究胶州湾普氏栉虾虎鱼的摄食习性

普氏栉虾虎鱼属于小型暖温性底层鱼类,是胶州湾鱼类群落中的优势种之一,在胶州湾食物网和生态系统中发挥着重要作用.本文应用碳、氮稳定同位素技术,基于胶州湾渔业资源底拖网调查采集的样品,对普氏栉虾虎鱼的摄食习性进行了研究.结果表明: 胶州湾普氏栉虾虎鱼的δ¹⁵N值范围为11.24‰～13.99‰,平均值为(12.70±0.70)‰,δ¹³C值范围为-20.67‰～-18.46‰,平均值为(-19.08±0.36)‰;各体长组的营养级范围为3.49～3.76,平均营养级为(3.62±0.21),其δ¹⁵N值和营养级与体长呈显著负相关,δ¹³C值与体长无显著相关性.普氏栉虾虎鱼摄食的主要饵料生物类群为多毛类、虾类和软体动物,浮游动物和颗粒有机物(POM)的饵料贡献率较小.聚类分析结果表明,普氏栉虾虎鱼各体长组食物组成的相似性均在92%以上,相似性较高,说明其摄食习性随体长变化无明显差异.普氏栉虾虎鱼在胶州湾生态系统中属于中级消费者,其摄食各饵料生物类群比例的变化可能是其营养级与体长呈负相关关系的主要原因.     

三峡库区小江库湾鱼类食物网的稳定C、N同位素分析

应用稳定碳(δ₁₃C)、氮(δ₁₅N)同位素探讨了三峡库区一级支流小江库湾枯水期(2010.7)和丰水期间(2010.12)鱼类食物网结构。研究结果显示：初级生产者颗粒有机物(POM)和固着藻类δ₁₃C、δ₁₅N值范围分别为-23.33‰～-21.05‰、-25.13‰～-24.54‰,3.99‰～6.25‰、4.64‰～4.79‰。POM和固着藻类构成了小江库湾食物网能量的主要来源,其中丰水期间陆生营养物质输入是其食物网能量来源的一种重要补充途径。小江库湾常见鱼类食性可分为杂食偏植物食性、杂食偏动物食性及动物食性3种营养类群。在不同时期(枯水期和丰水期)小江库湾鱼类食物网营养级长度均有三级并且存在4种主要营养路径,表明了在三峡工程运行初期小江库湾已经形成了相对稳定的食物网结构。研究为小江库湾鱼类资源管理及生态系统恢复提供了一定的指导意义。     

基于胃含物和稳定同位素研究海州湾长蛇鲻的摄食习性

长蛇鲻(Saurida elongate)为温水性近海底栖鱼类,是目前海州湾的优势鱼种之一,在海州湾食物网中占据重要地位。本研究基于海州湾底拖网调查采集的样品,结合胃含物分析和碳、氮稳定同位素技术,分析了长蛇鲻的摄食习性。结果表明: 海州湾长蛇鲻摄食的主要饵料生物为戴氏赤虾、枪乌贼、长丝虾虎鱼、鳀、六丝钝尾虾虎鱼、细条天竺鲷、尖海龙和绯鱼衔。其δ¹³C值范围在-19.39‰～-16.23‰之间,平均值为(-18.01±0.85)‰,与体长无显著相关性;δ¹⁵N值范围在9.56‰～13.36‰之间,平均值为(11.77±0.86)‰,与体长呈显著正相关。长蛇鲻不同体长组的饵料生物贡献度差异较大,随着体长增加,其捕食能力增强、摄食器官逐渐完善、摄食饵料生物的比例发生变化,可能是导致其摄食习性随体长变化的主要原因。本研究有助于深入了解海州湾长蛇鲻的摄食生态,为海州湾食物网营养动力学研究提供了基础资料。     

稳定同位素技术在植物水分利用研究中的应用

近20a稳定同位素技术在植物生态学研究中的应用得到了长足发展,使得对植物与水分关系也有了更深一步的了解。介绍稳定同位素性碳、氢、氧同位素在研究植物水分关系中的应用及进展,以期能为国内植物水分利用研究提供参考。由于植物根系从土壤中吸收水分时并不发生同位素分馏,对木质部水分同位素分析有助于对植物利用水分来源,生态系统中植物对水分的竞争和利用策略的研究,更好地了解生态系统结构与功能。稳定碳同位素作为植物水分利用效率的一个间接指标,在不同水分梯度环境中,及植物不同代谢产物与水分关系中有着广泛的应用。同位素在土壤-植被-大气连续体水分中的应用,有助于了解生态系统的水分平衡。随着稳定同位素方法的使用,植物与水分关系的研究将取得更大的进展。