流沙湾海洋生物稳定碳氮同位素应用的初步研究

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1、流沙湾海洋生物稳定碳氮同位素应用的初步研究摘要海湾处于陆地和海洋之交的纽带部位，海洋生物资源丰富，开发环境优越，在人类社会的发展中占有非常突出的地位。随着生态学领域方面知识的不断发展，稳定同位素技术得到广泛应用，并被成功运用于近岸海区食物网和营养关系的研究。但在我国，这些研究集中于渤海、黄海及东海，且数量不多，而对南海海湾生态系统典型代表流沙湾的研究目前尚未见报道。本论文于2008年在流沙湾海区采集了浮游生物、底栖生物和游泳生物等多种海洋生物。其中，底栖大型海藻17种，双壳贝类5种，虾类14种，蟹类4种，头足类3种，鱼类40种，对其进行分类鉴定后，运用稳定碳氮同位素方法进行测试，并对双

2、壳贝类的不同组织和白腹小沙丁鱼的不同体长组作了分析比较，还选取了24种生物与其他海区的胃含物法分析结果作对比，从而分析生物种的食物来源、营养层次等变化规律，由此构建流沙湾的简化食物网模型，提出流沙湾的简要能量流动途径。主要结果如下：(1)生产者的稳定碳氮同位素比值明显不同。6”C方面，浮游植物为一18．81‰～一17．69‰，大型底栖海藻则为-20．41‰～一10．10‰。两者互相比较，前者比后者变化范围小，可能由生活习性、形态结构、光合作用的利用碳源等因素引起光合作用同位素效应，而这却使大型海藻比浮游植物更易富集”C，故6¨C也随着变得更高；与其它海湾相比，两者均偏高，说明海洋生产者

3、的613C具有区域属性，受地理位置影响。615N方面，浮游植物为7．62‰"---10．11％o，大型底栖海藻为6．92‰～11．48‰。根据对大气沉降的N03。、人类排放的废物、人工合成化学肥料的51N数值比较，推论出流沙湾海区的营养源主要来自大气沉降的N03。和人类排放的废物。(2)消费者的稳定碳氮同位素组成各有其不同特征。浮游动物的613C为-19．03‰～一16．88‰，615N为8．62"--'10．56‰；5月和8月样品的6”C和61N均高于11月，可能是因为流沙湾地区春季(5月)和夏季(8月)的雨量比秋季(11月)大，雨水携带了大量陆源碎屑物质由河流注入沿岸海区中，从而引

4、起了浮游动物的613C和615N的季节变化。虾类的613C为一18．36‰""-13．72‰，615N为8．35‰～14．81‰；斑节对虾和南美白对虾的615N比同类群的其它种类明显偏低，6”C也较低，原因有待进一步研究。蟹类的613C为-16．87‰"-一-15．120／／oo，61N为11．95‰"-'12．80‰，数值分布比较集中。头足类的613C为一18．71‰""-14．85‰，615N为11．77‰～14．74‰；金乌贼的613C明显偏低，615N也是三者中最小，可能是因为它的个体远比其它两种小，但数值与其食性相符。双壳贝类的613C范围是-19．14‰""-15．11％o

5、，615N范围是6．1‰～10．57‰，将其从大小、组织和种类三方面进行平均值的比较，结果发现：同种贝类，大小不同，其613C和61N基本随壳长、壳重的增大而减小，但翡翠贻贝的613C和墨西哥湾扇贝的615N则相反；同种贝类，组织不同，其613C和615N的最小值均为内脏囊；613C的最大值不定，615N的最大值也是内脏囊，而内脏囊、外套膜和鳃、肌肉的由小到大的排序可能是双壳贝的能量流动途径；相同组织，不同贝类，其613C和615N的大小排列顺序各不相同，但华贵栉孔扇贝的623C均小于墨西哥湾扇贝，而马氏珠母贝的615N均小于企鹅珍珠贝。鱼类的613C范围为-23．13‰""-12．0

6、9‰，但除黄鳍鲷外的39种鱼类都集中在-17．4600"-'-12．09‰，最小值的黄鳍鲷和最大值的长棘银鲈均与其食性相符；615N范围为12．81‰～16．73‰，最小值为鲻，最大值为大眼舒；613C比615N的变化幅度大，且从最小值、最大值的鱼种归属看，两者之间似乎没有正相关关系；另外，特别对白腹小沙丁鱼分5个体长组分析，发现613C和615N没有随体长的增大而增大，可能是食性基本稳定导致。(3)选取翡翠贻贝作基准生物，对流沙湾的14种虾类、4种蟹类、3种头足类和40种鱼类进行营养级的计算，结果为：虾类1．28--．．3．07；蟹类2．O左右，比较稳定；头足类2-'-3；鱼类2"-

7、'4，但分布在两端(杂食性鱼类与高级肉食性鱼类)的只占少数，绝大多数居于中间的层次(为低级肉食性鱼类与中级肉食性鱼类)。进一步挑取24种生物的营养级与胃含物分析法结果比较，其中约71％的生物采用两种方法分析的结果在O．5个营养级的误差范围内一致，但稳定同位素法应该比传统的胃含物法更进一步揭示生物在食物网中的准确营养位置。(4)综合所有生物种的613C和615N，包括浮游植物、底栖大型海藻、浮游动物、双壳贝类、虾蟹类、头足类和鱼类，可构建出流沙湾