發(fā)布時(shí)間：2020-08-04 13:36

【摘要】：三江平原典型沼澤濕地是我國東北地區(qū)淡水沼澤集中分布區(qū)之一。由于墾殖、排水、放牧以及面源污染,影響了沼澤濕地的生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能。為了解人類干擾后濕地水生食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化,本文研究了三江平原典型沼澤濕地初級生產(chǎn)者和主要消費(fèi)者的穩(wěn)定同位素值,計(jì)算了自然濕地、恢復(fù)濕地和受干擾濕地優(yōu)勢魚類和大型底棲水生無脊椎動物的營養(yǎng)位置和營養(yǎng)結(jié)構(gòu),分析了不同生物營養(yǎng)類群的食物來源,揭示了沼澤濕地食物網(wǎng)的能量流動途徑,初步構(gòu)建了濕地水生食物網(wǎng)模型。四種初級食物源的碳、氮穩(wěn)定同位素差異顯著。自然濕地POM的δ~(13)C值最小(-31.11‰),受干擾濕地中的大型濕地植物具有最高的碳穩(wěn)定同位素值(-27.39‰)�；謴�(fù)濕地中四種食物源的δ~(13)C值在-27.20‰~-30.80‰之間變化,介于自然濕地和受干擾濕地四種基礎(chǔ)食物源的碳穩(wěn)定同位素之間。受干擾濕地中四種基礎(chǔ)食物源δ~(13)C值變化幅度最大。自然濕地基礎(chǔ)食物源的δ~(15)N值變化范圍為1.77‰~4.31‰;恢復(fù)濕地δ~(15)N值范圍為0.81‰~10.53‰。受干擾濕地食物源δ~(15)N值變化范圍為1.19‰~10.37‰,平均值為4.37‰。本研究分析了魚類體長體重與其穩(wěn)定同位素關(guān)系,蒙古湆和麥穗等魚碳、氮穩(wěn)定同位素具有明顯的個(gè)體發(fā)育差異。通過氮穩(wěn)定同位素計(jì)算得出三江平原典型沼澤濕地食物網(wǎng)具有四個(gè)營養(yǎng)級,但在自然濕地,恢復(fù)濕地和受干擾濕地中不同生物類群的營養(yǎng)級平均值具有差異。自然濕地中32種水生無脊椎動物均為初級消費(fèi)者,營養(yǎng)級在0.02~2.60之間。16種魚類平均營養(yǎng)級范圍為3.14~4.25�；謴�(fù)濕地7種魚類平均營養(yǎng)級為3.75,范圍為3.42~4.10。11種水生無脊椎動物均為初級消費(fèi)者,平均營養(yǎng)級為2.0。受干擾濕地中,19種水生無脊椎動物均為初級消費(fèi)者,營養(yǎng)級介于0.71~4.87之間。魚類平均營養(yǎng)級3.09~4.87,變化范圍最廣。自然濕地魚類的平均營養(yǎng)級顯著高于恢復(fù)濕地和受干擾濕地(p0.05),恢復(fù)濕地和受干擾濕地魚類的營養(yǎng)級相差不大。通過分析三江平原各生物類群的穩(wěn)定同位素指標(biāo),發(fā)現(xiàn)自然濕地的食物鏈長度和碳穩(wěn)定同位素范圍最廣,其消費(fèi)者利用的食物來源范圍較廣,食物網(wǎng)中基礎(chǔ)食物源多樣性較高并且營養(yǎng)途徑多樣化。藻類和濕地植物是三江平原典型沼澤濕地初級消費(fèi)者重要的食物碳來源,POM是魚類主要食物來源。但在不同類型濕地以及不同生物功能群中這幾類初級碳源貢獻(xiàn)比例不同。自然濕地中POM對食魚性魚類的食物貢獻(xiàn)最大,受干擾濕地POM對食魚性魚類食物貢獻(xiàn)最小;而藻類對恢復(fù)濕地食魚性魚類有較為明顯的貢獻(xiàn)。對于水生無脊椎動物,恢復(fù)濕地中雙翅目和蜻蜓目的基礎(chǔ)碳源主要來自SOM和濕地優(yōu)勢植物,受干擾濕地水生無脊椎動物的食物組成相對復(fù)雜,沉積有機(jī)物和藻類對雙翅目、螺類和浮游動物的食物貢獻(xiàn)最大。本文初步構(gòu)建了三江平原典型沼澤濕地食物網(wǎng)模型,研究了食物網(wǎng)中能量流動途徑,自然濕地食物網(wǎng)能量流動途徑比恢復(fù)濕地和受干擾濕地復(fù)雜。自然濕地食物網(wǎng)中主要有4條能量流動途徑和2條主要的食物鏈,一是以藻類和濕地大型優(yōu)勢植物為能量基礎(chǔ)的牧食食物鏈;二是以POM和SOM為初級碳源的碎屑食物鏈�；謴�(fù)濕地和受干擾濕地食物網(wǎng)中主要有3條能量流動途徑和2條食物鏈。一是以藻類和濕地大型優(yōu)勢植物為能量基礎(chǔ)的牧食食物鏈;二是以POM和SOM為初級碳源的碎屑食物鏈。濕地植物、POM、SOM和小貍藻對食物網(wǎng)的能量均有較大的貢獻(xiàn)。說明自然濕地食物網(wǎng)能量流動較復(fù)雜,其生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性較受干擾濕地和恢復(fù)濕地穩(wěn)定性高。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X171;Q178
【圖文】：

圖 1 δ13C 和 δ15N 雙同位素圖中不同生物間營養(yǎng)關(guān)系以及不同功能群消費(fèi)者的營養(yǎng)級Fig. 1 Dual isotope plot of δ13C and δ15N showing trophic interactions between differentecosystem components and trophic level of consumers in different functional categories不同營養(yǎng)級消費(fèi)者的食物在不同季節(jié)和不同棲息地之間存在較大差異。ieczan 等（2015）利用穩(wěn)定同位素揭示了泥炭沼澤食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)動態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)食者食物組成存在季節(jié)性變化。春季和夏季以植物為主，秋季則主要由藍(lán)藻和毛蟲組成。Sepúlveda 等（2105）根據(jù)紅樹林濕地消費(fèi)者、初級生產(chǎn)者和浮游物的 δ13C 和 δ15N 值，結(jié)合貝葉斯模型計(jì)算出紅樹林-海草濕地草食消費(fèi)者的1%食物來自于浮游植物，20%來源于大型藻類；而紅樹林之外的瀉湖口消費(fèi)者食物組成為陸生植物 16~46%，浮游植物和紅樹附生植物 24~44%。由此可見，定同位素為判定濕地不同營養(yǎng)級生物食性的時(shí)空變化提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。食物來源的傳統(tǒng)分析方法包括胃含物分析，直接觀察法、食物殘留物分析法排泄分析法。直接觀察法具有偶然性和隨機(jī)性。胃含物分析是鑒定捕食者主要

圖 2 δ13C-δ15N 平面圖中生物不同營養(yǎng)功能群的穩(wěn)定同位素分布特Fig.2 Distribution of the stable isotopic signatures of the different trδ15N plane亞熱帶湖泊的食物網(wǎng)形狀為梯形，說明該地區(qū)的基礎(chǔ)食物途徑；相比之下，溫帶的湖泊食物網(wǎng)呈現(xiàn)三角形，可能是由于不同碳源而簡化了食物網(wǎng)形狀。食物網(wǎng)的差異研究對生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)之間的連通性具有重要作用。由此可見，穩(wěn)定同位素對評估的空間異質(zhì)性具有重要意義，為濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能恢是生物棲息地修復(fù)和管理的關(guān)鍵技術(shù)。

的空間異質(zhì)性具有重要意義，為濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)評價(jià)提供了參考，是生物棲息地修復(fù)和管理的關(guān)鍵技術(shù)。圖3 基于穩(wěn)定同位素的河口濕地食物網(wǎng)的一般結(jié)構(gòu)及主要的營養(yǎng)途徑（ZP為浮游動物，MPB 為底棲微藻，PP 為浮游植物）Fig.3 General model for the Deluge Inlet food web showing the main trophic pathways basedon stable isotope results ( ZP=zooplankton, MPB=microphytobenthos; PP= phytoplankton)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王玄;江紅星;張亞楠;;穩(wěn)定同位素分析在鳥類食性及營養(yǎng)級結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2015年16期

2 沙永翠;張培育;張歡;蘇國歡;徐軍;;棲息地環(huán)境對種群營養(yǎng)生態(tài)位的影響——以黃顙魚為例[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2015年05期

3 王思凱;盛強(qiáng);儲忝江;李博;陳家寬;吳紀(jì)華;;植物入侵對食物網(wǎng)的影響及其途徑[J];生物多樣性;2013年03期

4 霍堂斌;姜作發(fā);馬波;李U

本文編號：2780617