利用穩(wěn)定碳氮同位素分析徐聞珊瑚礁魚(yú)類(lèi)的營(yíng)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(lèi)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)之一，然而，礁區(qū)許多珊瑚開(kāi)始死亡，這已引起了國(guó)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(lèi)關(guān)系最密切的魚(yú)類(lèi)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(yú)類(lèi)樣本分

2、類(lèi)鑒定后，運(yùn)用穩(wěn)定碳、氮同位素方法進(jìn)行魚(yú)類(lèi)營(yíng)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(zhǎng)/體重的7種魚(yú)類(lèi)作了分析比較。此外，選取了54種魚(yú)類(lèi)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(yíng)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(yú)類(lèi)樣本鑒定后可知，徐聞珊瑚礁保護(hù)區(qū)有魚(yú)類(lèi)2綱13目55科91屬135種，軟骨魚(yú)綱有1目3科3屬6種，硬骨魚(yú)綱有12目52科129種，其中鱸形目種類(lèi)最多，約占總漁獲物種類(lèi)數(shù)

3、的54.1％。徐聞珊瑚礁保護(hù)區(qū)的魚(yú)類(lèi)按水層、深度可分為中上層魚(yú)類(lèi)、中下層魚(yú)類(lèi)和底層魚(yú)類(lèi)。底層魚(yú)類(lèi)主要有勻斑裸胸鱔、中華海鲇等魚(yú)類(lèi)69種，占魚(yú)類(lèi)總種數(shù)的51.1％；中下層魚(yú)類(lèi)主要有沙帶魚(yú)、龍頭魚(yú)、大黃魚(yú)等魚(yú)類(lèi)35種，占魚(yú)類(lèi)總種數(shù)的25.2％；中上層魚(yú)類(lèi)主要有麗葉鲹、銀鯧、裘氏小沙丁魚(yú)等魚(yú)類(lèi)32種，占魚(yú)類(lèi)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(méi)有隨營(yíng)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(yíng)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(méi)有相關(guān)性。由δ15N值計(jì)算出來(lái)的營(yíng)養(yǎng)層次表明，徐聞珊瑚礁魚(yú)類(lèi)分布在兩端(雜食性魚(yú)類(lèi)與高級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi))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(yú)類(lèi)與中級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi))。在134種魚(yú)類(lèi)中，超過(guò)一半的種類(lèi)是以條尾鯡

5、鯉、少鱗鱚為代表的低級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi)，有70種，占魚(yú)類(lèi)總數(shù)的52％；其次是以細(xì)鱗鯻、龍頭魚(yú)為代表的中級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi)，有47種，占魚(yú)類(lèi)總數(shù)的35％：以斑鰶、前鱗骨鯔為代表的雜食性魚(yú)類(lèi)和以寬尾斜齒鯊、雜食豆齒鰻為代表的高級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi)各有11種、6種，分別占魚(yú)類(lèi)總數(shù)的8％和5％。這種中間大、兩頭小的營(yíng)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(zhǎng)/體重的7種魚(yú)類(lèi)后發(fā)現(xiàn)，各種魚(yú)類(lèi)的碳氮穩(wěn)定同位素值會(huì)有明顯的變化。δ13C值沒(méi)有

6、隨著體長(zhǎng)/體重的增加而產(chǎn)生富集，但是δ15N值與體長(zhǎng)/體重有一定的相關(guān)性。金錢(qián)魚(yú)、銀鯧、沙帶魚(yú)和中華海鲇的δ15N值與體長(zhǎng)逐漸呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)線性關(guān)系，說(shuō)明這些魚(yú)類(lèi)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(yíng)養(yǎng)層次的生物。細(xì)鱗鯻、大黃魚(yú)和黑斑鯡鯉的δ15N值與體長(zhǎng)沒(méi)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(zhǎng)/體重差異不夠顯著，或者是這些魚(yú)類(lèi)所處的生命階段的餌料種類(lèi)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(lái)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(lèi)似的線性關(guān)系。以上反映了許多魚(yú)類(lèi)對(duì)周?chē)h(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(yú)類(lèi)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(yú)種而言，約85％的魚(yú)種采用兩種方法測(cè)定的結(jié)果在0.5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的誤差范圍內(nèi)一致，只有少數(shù)魚(yú)

8、種的差值大于0.5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。在相差比較大的幾種魚(yú)中，有些與所采集魚(yú)標(biāo)本的體長(zhǎng)/體重過(guò)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(yíng)養(yǎng)位置的跨度。最后，胃含物分析法的數(shù)據(jù)來(lái)自文獻(xiàn)，沒(méi)有進(jìn)行營(yíng)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(yíng)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(lèi)→浮游動(dòng)物→雜食性魚(yú)類(lèi)→低級(jí)肉食

9、性魚(yú)類(lèi)→中級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi)→高級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi)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(lèi)→雜食性魚(yú)類(lèi)(如前鱗骨鯔)→低級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi)(如褐菖鲉)→中級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi)(如半花黃姑魚(yú))→高級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi)(如寬尾斜齒鯊)。(b)底棲藻類(lèi)→浮游動(dòng)物→低級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi)(如少鱗鱚)→中級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi)(如點(diǎn)帶石斑魚(yú))→高級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi)(如小帶魚(yú))。(c)浮游植物→浮游動(dòng)物→雜食性魚(yú)類(lèi)(如斑鰶)→低級(jí)肉食性魚(yú)類(lèi)(如條尾鯡