利用穩(wěn)定碳氮同位素分析徐聞珊瑚礁魚類的營養(yǎng)層次.pdf

1、珊瑚礁對(duì)全球氣候變化和海水環(huán)境的變化非常敏感和脆弱，隨著環(huán)境的日益惡化，珊瑚礁的生存狀況已引起了社會(huì)公眾的普遍關(guān)注。徐聞珊瑚礁是廣東省目前僅有的三個(gè)海洋類國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)之一，然而，礁區(qū)許多珊瑚開始死亡，這已引起了國內(nèi)學(xué)者對(duì)此生態(tài)系統(tǒng)的日益關(guān)注。為加強(qiáng)對(duì)徐聞珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)以更好地保護(hù)利用其資源，本論文選取珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中與人類關(guān)系最密切的魚類作為主要研究對(duì)象，對(duì)2006年9月至2007年8月期間在徐聞珊瑚礁保護(hù)區(qū)采集到的魚類樣本分

2、類鑒定后，運(yùn)用穩(wěn)定碳、氮同位素方法進(jìn)行魚類營養(yǎng)層次的研究，在此基礎(chǔ)上對(duì)四個(gè)季節(jié)都有捕獲、不同體長/體重的7種魚類作了分析比較。此外，選取了54種魚類與其他海區(qū)的胃含物法分析結(jié)果作對(duì)比。最后，構(gòu)建了徐聞珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)圖及對(duì)食物網(wǎng)能流途徑作了簡(jiǎn)單闡述。對(duì)采集到的魚類樣本鑒定后可知，徐聞珊瑚礁保護(hù)區(qū)有魚類2綱13目55科91屬135種，軟骨魚綱有1目3科3屬6種，硬骨魚綱有12目52科129種，其中鱸形目種類最多，約占總漁獲物種類數(shù)

3、的54.1％。徐聞珊瑚礁保護(hù)區(qū)的魚類按水層、深度可分為中上層魚類、中下層魚類和底層魚類。底層魚類主要有勻斑裸胸鱔、中華海鲇等魚類69種，占魚類總種數(shù)的51.1％；中下層魚類主要有沙帶魚、龍頭魚、大黃魚等魚類35種，占魚類總種數(shù)的25.2％；中上層魚類主要有麗葉鲹、銀鯧、裘氏小沙丁魚等魚類32種，占魚類總種數(shù)的23.7％。穩(wěn)定碳、氮同位素組成的測(cè)定結(jié)果表明，δ13C值和δ15N值的跨度都很大，δ13C值的范圍為-20.98～-9.05，相

4、差11.93；δ15N值的范圍為11.66～18.15，差值達(dá)6.49。δ13C值沒有隨營養(yǎng)層次的升高而遞增，δ15N值則有著明顯的富集趨勢(shì)，即隨著營養(yǎng)層次的逐級(jí)提高，δ15N值也相應(yīng)地增大。δ13C值和δ15N值兩者之間幾乎沒有相關(guān)性。由δ15N值計(jì)算出來的營養(yǎng)層次表明，徐聞珊瑚礁魚類分布在兩端(雜食性魚類與高級(jí)肉食性魚類)的只占少數(shù)，絕大多數(shù)居于中間的層次(低級(jí)肉食性魚類與中級(jí)肉食性魚類)。在134種魚類中，超過一半的種類是以條尾鯡

5、鯉、少鱗鱚為代表的低級(jí)肉食性魚類，有70種，占魚類總數(shù)的52％；其次是以細(xì)鱗鯻、龍頭魚為代表的中級(jí)肉食性魚類，有47種，占魚類總數(shù)的35％：以斑鰶、前鱗骨鯔為代表的雜食性魚類和以寬尾斜齒鯊、雜食豆齒鰻為代表的高級(jí)肉食性魚類各有11種、6種，分別占魚類總數(shù)的8％和5％。這種中間大、兩頭小的營養(yǎng)層次模型在其他海域中也普遍存在。分析比較了四個(gè)季節(jié)都有捕獲、不同體長/體重的7種魚類后發(fā)現(xiàn)，各種魚類的碳氮穩(wěn)定同位素值會(huì)有明顯的變化。δ13C值沒有

6、隨著體長/體重的增加而產(chǎn)生富集，但是δ15N值與體長/體重有一定的相關(guān)性。金錢魚、銀鯧、沙帶魚和中華海鲇的δ15N值與體長逐漸呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)線性關(guān)系，說明這些魚類隨著個(gè)體的增大，食性發(fā)生轉(zhuǎn)變，其攝食的餌料趨向于更高營養(yǎng)層次的生物。細(xì)鱗鯻、大黃魚和黑斑鯡鯉的δ15N值與體長沒有或只有較弱的負(fù)相關(guān)線性關(guān)系，可能是因?yàn)樗治龅臉颖倔w長/體重差異不夠顯著，或者是這些魚類所處的生命階段的餌料種類的變化較小，抑或是其由于所處的生態(tài)環(huán)境的差異，導(dǎo)

7、致餌料來源的不同，從而引起其體內(nèi)穩(wěn)定同位素的差異。δ15N值與相應(yīng)的體重也有類似的線性關(guān)系。以上反映了許多魚類對(duì)周圍環(huán)境的適應(yīng)性并存在雜食性的特點(diǎn)，也可反映出海洋食物網(wǎng)的復(fù)雜性和多變性。隨機(jī)選取了有可比數(shù)據(jù)的54種魚類與其他海區(qū)胃含物法分析結(jié)果作比較后發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定同位素分析法與傳統(tǒng)的胃含物分析法所得的結(jié)果有很好的一致性。對(duì)所收集到的可比較數(shù)據(jù)的54種魚種而言，約85％的魚種采用兩種方法測(cè)定的結(jié)果在0.5個(gè)營養(yǎng)級(jí)的誤差范圍內(nèi)一致，只有少數(shù)魚

8、種的差值大于0.5個(gè)營養(yǎng)級(jí)。在相差比較大的幾種魚中，有些與所采集魚標(biāo)本的體長/體重過小有關(guān)，另一個(gè)可能的原因是采集樣本的季節(jié)不同、所在的海域環(huán)境不同，因此，可能有比較大的營養(yǎng)位置的跨度。最后，胃含物分析法的數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)，沒有進(jìn)行營養(yǎng)吸收校正，這也有可能造成偏差。根據(jù)與胃含物分析法的對(duì)比結(jié)果可以認(rèn)為，穩(wěn)定同位素分析法是一種研究海洋食物網(wǎng)營養(yǎng)層次的有效方法。徐聞珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的食物關(guān)系主要由浮游植物、底棲藻類→浮游動(dòng)物→雜食性魚類→低級(jí)肉食

9、性魚類→中級(jí)肉食性魚類→高級(jí)肉食性魚類這條基本的海洋食物鏈構(gòu)成。珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的能量流動(dòng)可簡(jiǎn)要?dú)w納為以下4條途徑：(a)底棲藻類→雜食性魚類(如前鱗骨鯔)→低級(jí)肉食性魚類(如褐菖鲉)→中級(jí)肉食性魚類(如半花黃姑魚)→高級(jí)肉食性魚類(如寬尾斜齒鯊)。(b)底棲藻類→浮游動(dòng)物→低級(jí)肉食性魚類(如少鱗鱚)→中級(jí)肉食性魚類(如點(diǎn)帶石斑魚)→高級(jí)肉食性魚類(如小帶魚)。(c)浮游植物→浮游動(dòng)物→雜食性魚類(如斑鰶)→低級(jí)肉食性魚類(如條尾鯡