【摘要】：枸杞岛位于浙江省舟山群岛东北部,其岛礁水域海藻场是近岸海域典型的子生态系统之一,也是鱼类、虾蟹类等生物的重要栖息场所。海藻场生态系统食物网的物质和能量流动是该特殊生境研究的关键领域,对于解释其复杂的结构和功能具有重要意义。稳定同位素技术具有正确指示食物来源,解析生物长期食性特征,能快捷的进行定量研究等特点,对解决水生生态系统中遇到的生物化学问题有很大帮助。从初级生产者到消费者,生物机体中碳稳定同位素比值[δ~(13)C(C~(13)/~(12)C)]变化较小,可用于确定生物的食物来源,示踪食物网的能量流动途径,而氮稳定同位素比值[δ~(15)N(~(15)N/~(14)N)]通常随食物链延伸而富集,主要用于估算生物的营养层次,构建食物网。基准生物可反映食物网生物最初物质来源的稳定同位素特征,因此在构建食物网前,需选择合适的基准生物,以准确分析其他生物的营养层次(Trophic level)和所处的食物链,从而确定生物间的营养关系。双壳类、螺类等大型底栖动物生活史周期长、活动范围小且代谢率低,与其他活动能力强的消费者相比,能更好地反映栖息地的稳定同位素特征。近年来底栖动物已开始作为基准生物用于海洋生态系统食物网的构建,但不同海域的底栖动物种类及其δ~(13)C和δ~(15)N值存在差异,且在海藻场生态系统中往往同时存在浮游植物链和底栖食物链,食物网结构复杂,因此需根据该生态系统实际情况进行选择。准确的基准生物对利用稳定同位素技术构建海藻场食物网,进而分析海藻场水生生物资源的养护机制,充实海藻场生态系统的理论有重要意义。为此,本研究拟以枸杞岛海藻场大型底栖动物优势种作为研究对象,通过测定其δ~(13)C和δ~(15)N值,分析底栖动物个体大小与其δ~(13)C和δ~(15)N值的关系,进而分析种内(间)时空差异和造成该差异的原因,选出基准生物,并在此基础上通过室内喂养试验分析基准生物对不同藻类的摄食偏好,计算不同藻类的营养贡献率,分析该生态系统的稳定同位素富集度,以期为枸杞岛海藻场食物网的稳定同位素研究提供数据支持。研究结果如下:(1)生物个体在不同生活史阶段常存在食性变化现象,进而影响机体的δ~(13)C和δ~(15)N值。双壳类和螺类的摄食器官随个体大小存在一定变化,这会对其机体稳定同位素测定造成影响,进而干扰对基准生物的选择。通过选取枸杞岛海藻场4种大型底栖动物优势种,对比了其δ~(13)C和δ~(15)N值与基础生物学数据的关系,分析个体大小对稳定同位素测定的影响。结果表明,蝾螺(Turbo petholatus)的δ~(13)C和δ~(15)N值受到个体生长的影响较小,而角蝾螺(Turbo cornutus)、带偏顶蛤(Modiolus comptus)和条纹隔贻贝(Septifer virgatus)的δ~(13)C和δ~(15)N值与个体大小有一定的关系,因此在后续选择基准生物时,需对不同个体大小的样品进行分组测定,消除因个体大小对时空差异分析的影响,进而准确选择基准生物。(2)通过测定螺类、双壳类的δ~(13)C和δ~(15)N值,对比了其种内(间)时空差异,并分析了造成该差异的原因。结果表明,不同螺类、双壳类δ~(13)C、δ~(15)N值的时空差异程度不同,其δ~(13)C和δ~(15)N值与自身摄食选择性和栖息地环境有关,并选择带偏顶蛤和角蝾螺分别作为枸杞岛海藻场浮游和底栖食物链的基准生物。本研究从时间和空间角度综合选择了δ~(13)C和δ~(15)N值相对稳定的底栖动物作为基准生物,为进一步利用稳定同位素技术构建岛礁水域海藻场食物网提供了基础数据。(3)稳定同位素分析技术可用于确定多种食物对机体的营养贡献率。重同位素(C~(13),~(15)N)在摄食过程中会发生富集,因为在新陈代谢时优先利用较轻的同位素(~(12)C,~(14)N)。这个富集程度一般称为营养富集度(Δ)。富集度的研究对于分析机体食物贡献比例十分重要。角蝾螺是枸杞岛海藻场底栖食物链的基准生物,通过室内多饵料选择性实验分析了角蝾螺的摄食偏好,并在野外海藻场同步采集角蝾螺及其主要摄食的大型海藻,通过测定角蝾螺和其食物的δ~(13)C和δ~(15)N比值,计算岛礁水域海藻场生态系统的营养富集度,进而得到不同海藻的贡献比例,并与Isosoure软件计算出的营养贡献率结果进行了对比。结果表明该生态系统的Δδ~(13)C和Δδ~(15)N分别为0.00‰和3.35‰,角蝾螺偏向于摄食较柔软藻叶的藻类,但其主要营养来源来自较坚硬的藻类,可能与角蝾螺对柔软藻叶的转化吸收能力较低有关。
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S931.3
【图文】：
图 4-1 多饵料选择性养殖装置示意图Fig 4-1 schematic diagram of cage rearing unit定同位素测定过 SCUBA 水肺潜水采集角蝾螺和藻类样本，冷冻保存运回实验室。螺肌肉[42]，藻类取角蝾螺啃食的部分，使用去离子水清洗后将样品置于-5件下冷冻干燥 24h，使用混合型球磨仪（RetschMM440）粉碎样品。各包被后送入元素分析仪-稳定同位素质谱仪联机（Flash EA 1112 HT-Dantages, Thermo 公司）测定。样品在元素分析仪中高温燃烧后生成 CO仪通过检测 CO2的13C/12C 以及14N 的15N/14N，并与国际标准物（PD计算出样品的13C 值（13C 的分析精度<±0.2‰），与国际标准物（纯净 N2）对比后计算出样品的15N 值（15N 的分析精度<±0.3‰）。样品所国家海洋局第三海洋研究所同位素实验室测定。3C 和15N 值以下面的公式进行计算：
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2727663
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