南極半島北部南極磷蝦年齡與生長及秋冬季攝食研究.pdf

1、南極磷蝦（下以磷蝦）在南極海洋浮游生物中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，主要分布于南極大西洋扇區(qū)。該物種由于其數(shù)量大，豐富的營養(yǎng)價值及作為其它海洋生物主要攝食對象逐漸引起各國研究者的關(guān)注。眾所周知，對于任何一種生物的漁業(yè)或資源管理的研究均需要了解該生物的基本生物學(xué)信息，這通常包括其種群年齡結(jié)構(gòu)、生長與攝食、自然死亡率及生長速率等，其中物種的年齡結(jié)構(gòu)是評估漁業(yè)是否可持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)，也是種群動態(tài)模型的重要參數(shù)。磷蝦鑒齡問題一直成為研究者懸而未決的

2、科學(xué)與技術(shù)問題，最近基于眼柄的磷蝦鑒齡工作取得了突破性進展，而基于福爾馬林保存的磷蝦樣本所獲取的眼柄鑒齡工作仍未得到有效解決。為此，本研究主要針對福爾馬林保存的磷蝦眼柄樣本對其年齡進行鑒定，并開展準(zhǔn)確性分析。此外，磷蝦食性研究也較為缺乏，該工作也備受各國研究者的關(guān)注。作為南大洋中初級生產(chǎn)者與次級消費者的關(guān)鍵性樞紐，磷蝦是南極其它生物，如企鵝、海豹、鯨、海洋哺乳動物以及魚類的主要攝食對象?？紤]到南極較長的冬季，磷蝦如何度過漫長的冬季，這也

3、是磷蝦研究的關(guān)鍵性問題，而秋末冬初磷蝦的攝食問題也成為解決該科學(xué)問題的關(guān)鍵步驟。為此，本研究結(jié)合鑒齡結(jié)果，并利用脂肪酸標(biāo)記法與穩(wěn)定同位素兩種生物標(biāo)記法對該物種的攝食進行了研究。
　　本研究主要采用2012年5-6月及2015年5-6月大型拖網(wǎng)漁船“開利”輪調(diào)查收集的5％甲醛溶液浸泡的磷蝦樣本（共104尾，其中67尾雄性個體，21尾雌性個體，16尾不辨雌雄個體）以及2015年4-5月與2016年4-5月大型拖網(wǎng)漁船“龍達”、“龍騰”

4、及“明開”輪收集的未采用任何試劑而直接冷凍保存的磷蝦樣本（共30尾，其中雄性個體13尾，雌性個體15尾，不易辨認(rèn)個體2尾）。通過Von Bertalanffy生長方程(VBGF)分別確定體長與生長年輪的關(guān)系；通過線性回歸方程分析性成熟度與生長年輪的相關(guān)性；分析磷蝦樣本以及不同區(qū)域磷蝦樣本年齡分布狀況；采用總吻合率（TC）、平均百分比誤差(APE)及變異系數(shù)(CV)三種計算方式評判不同讀者讀數(shù)的精確性，并利用 SPSS處理軟件分析了不同保

5、存方式的磷蝦年齡的差異性。
　　本研究基于上述2015年4-5月與2016年4-5月大型拖網(wǎng)漁船“龍達”、“龍騰”及“明開”輪收集的30尾磷蝦樣本，采用脂肪酸標(biāo)記法對其食性進行了研究。并進一步對源于2015年4-5月以及2012年5-6月大型拖網(wǎng)漁船“開利”輪調(diào)查收集的52尾磷蝦樣本，采用同位素標(biāo)記法對其進行了食性研究。
　　通過上述研究，得到如下主要結(jié)論：
　　1）基于眼柄的鑒定
　　（1）判讀總吻合率（TC）

6、、變異系數(shù)（CV）及平均百分比誤差（APE）的平均值分別為64.43%，7.58%(<10%)，5.30%。
　?。?）不同區(qū)域磷蝦樣本優(yōu)勢年齡組不同，對于南設(shè)得蘭群島水域外側(cè)，包括3，4，5齡磷蝦樣本，其中4齡為該區(qū)域磷蝦的優(yōu)勢年齡組，占該區(qū)域總個體數(shù)的70.37%；3齡與5齡個體較少，分別占16.67%，12.96%。布蘭斯菲爾德海峽磷蝦個體年齡跨度較大，為2，3，4，5齡，3齡個體占優(yōu)勢，為51.43%，2齡個體較少，僅占總

7、個體蝦的10.67%。
　?。?）體長范圍為29.56~58.89 mm(46.73mm+6.83)，與生長年輪呈現(xiàn)很強的相關(guān)性，生長曲線方程為Lt=64.57*(1-e-0.38*(t-0.16))。
　?。?）雄性個體性成熟度與其年輪具有較強的線性相關(guān)性，同樣雌性個體性成熟度與其相關(guān)性也較強。
　　（5）不同保存方式（直接冷凍保存和5%甲醛溶液浸泡）的磷蝦個體年齡無顯著性差異。
　　2）基于脂肪酸分析的磷蝦食

8、性
　?。?）磷蝦體內(nèi)主要脂肪酸為26種，其中C16:0，C14:0，C18:1n9c，C16:1n7，C20:5n3， C22:6n3是其含量較高的6種主要脂肪酸，分別占總脂肪酸含量的21.84%+3.22，8.65%+2.16，10.18%+3.18，4.48%+1.49，18.60%+6.34和14.29%+4.13 mg·g-1。C16:0含量最高，其次為C20:5n3，C22:6n3，且C20:1與C22:1分別占總脂肪

9、酸的1.03%+0.33，0.95%+0.40以及ΣPUFA/ΣSFA結(jié)果均說明，磷蝦個體會攝取橈足類，且具有一定的肉食性。但磷蝦體長與C20:1和C22:1n9分別呈現(xiàn)較強的負相關(guān)性，與C22:6n3呈現(xiàn)正相關(guān)系，進一步說明，即使在浮游藻類數(shù)量減少的秋冬季，磷蝦個體攝食模式有可能不會轉(zhuǎn)為攝取大量的異養(yǎng)型高營養(yǎng)級生物，如橈足類，而有可能攝取量較少或攝取營養(yǎng)級稍低的異養(yǎng)鞭毛蟲等。
　?。?）奇數(shù)碳的Σ15+Σ17脂肪酸在本研究中包括

10、 C17:0，C15:1n5及 C17:1n7，3種脂肪酸約占總脂肪酸的1.28%，說明浮游細菌也是該區(qū)域秋冬季磷蝦的攝食對象。
　?。?）不同年齡（2-5齡）下，磷蝦個體體內(nèi)均含有較高的C14:0，C16:0，C16:1n7， C18:1n9c， C20:5n3，C22:6n3脂肪酸，但含量變化趨勢有所不同。
　　3）基于穩(wěn)定同位素分析的磷蝦食性:磷蝦δ13C和δ15N范圍分別為-30.0‰~-22.4‰（平均為26.3‰

11、+1.66），3.1‰~5.6‰（4.6‰+0.62）。南設(shè)得蘭群島外側(cè)水域和布蘭斯菲爾德海峽兩區(qū)域磷蝦的δ13C、δ15N均與體長無顯著相關(guān)性。4-5月，磷蝦整體δ13C平均值呈現(xiàn)急速上升趨勢，而5-6月呈緩慢下降趨勢；4-6月份整體δ15N平均值無顯著差異，且呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。南設(shè)得蘭群島外側(cè)水域整體δ13C、δ15N平均值均高于布蘭斯菲爾德海峽。
　　本研究是國際上首次利用福爾馬林保存的磷蝦眼柄，通過最新甲殼類動物鑒齡技術(shù)

12、——眼柄組織切片，經(jīng)過眼柄的切取、浸泡、包埋、打磨、鏡下觀察及讀取輪紋等實驗步驟，最終得到物種年輪與生長的關(guān)系，并判讀結(jié)果的精確性。同時，與傳統(tǒng)鑒齡方法作比較，進一步說明眼柄組織切片技術(shù)是一種更準(zhǔn)確、直接的鑒齡手段。該工作得到了領(lǐng)域內(nèi)科學(xué)家的高度認(rèn)可和評價。本研究結(jié)果為合理開發(fā)與有效評估磷蝦資源量提供了重要科學(xué)依據(jù)，并有利于該物種聲學(xué)評估研究。
　　磷蝦是南大洋中其他動物的主要餌料，占有重要地位。脂類含量提供了有關(guān)生物攝食、發(fā)育、