【摘要】：枸杞島位于浙江省舟山群島東北部,其島礁水域海藻場是近岸海域典型的子生態(tài)系統(tǒng)之一,也是魚類、蝦蟹類等生物的重要棲息場所。海藻場生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的物質(zhì)和能量流動是該特殊生境研究的關(guān)鍵領(lǐng)域,對于解釋其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義。穩(wěn)定同位素技術(shù)具有正確指示食物來源,解析生物長期食性特征,能快捷的進(jìn)行定量研究等特點(diǎn),對解決水生生態(tài)系統(tǒng)中遇到的生物化學(xué)問題有很大幫助。從初級生產(chǎn)者到消費(fèi)者,生物機(jī)體中碳穩(wěn)定同位素比值[δ~(13)C(C~(13)/~(12)C)]變化較小,可用于確定生物的食物來源,示蹤食物網(wǎng)的能量流動途徑,而氮穩(wěn)定同位素比值[δ~(15)N(~(15)N/~(14)N)]通常隨食物鏈延伸而富集,主要用于估算生物的營養(yǎng)層次,構(gòu)建食物網(wǎng)。基準(zhǔn)生物可反映食物網(wǎng)生物最初物質(zhì)來源的穩(wěn)定同位素特征,因此在構(gòu)建食物網(wǎng)前,需選擇合適的基準(zhǔn)生物,以準(zhǔn)確分析其他生物的營養(yǎng)層次(Trophic level)和所處的食物鏈,從而確定生物間的營養(yǎng)關(guān)系。雙殼類、螺類等大型底棲動物生活史周期長、活動范圍小且代謝率低,與其他活動能力強(qiáng)的消費(fèi)者相比,能更好地反映棲息地的穩(wěn)定同位素特征。近年來底棲動物已開始作為基準(zhǔn)生物用于海洋生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的構(gòu)建,但不同海域的底棲動物種類及其δ~(13)C和δ~(15)N值存在差異,且在海藻場生態(tài)系統(tǒng)中往往同時(shí)存在浮游植物鏈和底棲食物鏈,食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此需根據(jù)該生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。準(zhǔn)確的基準(zhǔn)生物對利用穩(wěn)定同位素技術(shù)構(gòu)建海藻場食物網(wǎng),進(jìn)而分析海藻場水生生物資源的養(yǎng)護(hù)機(jī)制,充實(shí)海藻場生態(tài)系統(tǒng)的理論有重要意義。為此,本研究擬以枸杞島海藻場大型底棲動物優(yōu)勢種作為研究對象,通過測定其δ~(13)C和δ~(15)N值,分析底棲動物個(gè)體大小與其δ~(13)C和δ~(15)N值的關(guān)系,進(jìn)而分析種內(nèi)(間)時(shí)空差異和造成該差異的原因,選出基準(zhǔn)生物,并在此基礎(chǔ)上通過室內(nèi)喂養(yǎng)試驗(yàn)分析基準(zhǔn)生物對不同藻類的攝食偏好,計(jì)算不同藻類的營養(yǎng)貢獻(xiàn)率,分析該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定同位素富集度,以期為枸杞島海藻場食物網(wǎng)的穩(wěn)定同位素研究提供數(shù)據(jù)支持。研究結(jié)果如下:(1)生物個(gè)體在不同生活史階段常存在食性變化現(xiàn)象,進(jìn)而影響機(jī)體的δ~(13)C和δ~(15)N值。雙殼類和螺類的攝食器官隨個(gè)體大小存在一定變化,這會對其機(jī)體穩(wěn)定同位素測定造成影響,進(jìn)而干擾對基準(zhǔn)生物的選擇。通過選取枸杞島海藻場4種大型底棲動物優(yōu)勢種,對比了其δ~(13)C和δ~(15)N值與基礎(chǔ)生物學(xué)數(shù)據(jù)的關(guān)系,分析個(gè)體大小對穩(wěn)定同位素測定的影響。結(jié)果表明,蠑螺(Turbo petholatus)的δ~(13)C和δ~(15)N值受到個(gè)體生長的影響較小,而角蠑螺(Turbo cornutus)、帶偏頂蛤(Modiolus comptus)和條紋隔貽貝(Septifer virgatus)的δ~(13)C和δ~(15)N值與個(gè)體大小有一定的關(guān)系,因此在后續(xù)選擇基準(zhǔn)生物時(shí),需對不同個(gè)體大小的樣品進(jìn)行分組測定,消除因個(gè)體大小對時(shí)空差異分析的影響,進(jìn)而準(zhǔn)確選擇基準(zhǔn)生物。(2)通過測定螺類、雙殼類的δ~(13)C和δ~(15)N值,對比了其種內(nèi)(間)時(shí)空差異,并分析了造成該差異的原因。結(jié)果表明,不同螺類、雙殼類δ~(13)C、δ~(15)N值的時(shí)空差異程度不同,其δ~(13)C和δ~(15)N值與自身攝食選擇性和棲息地環(huán)境有關(guān),并選擇帶偏頂蛤和角蠑螺分別作為枸杞島海藻場浮游和底棲食物鏈的基準(zhǔn)生物。本研究從時(shí)間和空間角度綜合選擇了δ~(13)C和δ~(15)N值相對穩(wěn)定的底棲動物作為基準(zhǔn)生物,為進(jìn)一步利用穩(wěn)定同位素技術(shù)構(gòu)建島礁水域海藻場食物網(wǎng)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(3)穩(wěn)定同位素分析技術(shù)可用于確定多種食物對機(jī)體的營養(yǎng)貢獻(xiàn)率。重同位素(C~(13),~(15)N)在攝食過程中會發(fā)生富集,因?yàn)樵谛玛惔x時(shí)優(yōu)先利用較輕的同位素(~(12)C,~(14)N)。這個(gè)富集程度一般稱為營養(yǎng)富集度(Δ)。富集度的研究對于分析機(jī)體食物貢獻(xiàn)比例十分重要。角蠑螺是枸杞島海藻場底棲食物鏈的基準(zhǔn)生物,通過室內(nèi)多餌料選擇性實(shí)驗(yàn)分析了角蠑螺的攝食偏好,并在野外海藻場同步采集角蠑螺及其主要攝食的大型海藻,通過測定角蠑螺和其食物的δ~(13)C和δ~(15)N比值,計(jì)算島礁水域海藻場生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)富集度,進(jìn)而得到不同海藻的貢獻(xiàn)比例,并與Isosoure軟件計(jì)算出的營養(yǎng)貢獻(xiàn)率結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明該生態(tài)系統(tǒng)的Δδ~(13)C和Δδ~(15)N分別為0.00‰和3.35‰,角蠑螺偏向于攝食較柔軟藻葉的藻類,但其主要營養(yǎng)來源來自較堅(jiān)硬的藻類,可能與角蠑螺對柔軟藻葉的轉(zhuǎn)化吸收能力較低有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S931.3
【圖文】：

圖 4-1 多餌料選擇性養(yǎng)殖裝置示意圖Fig 4-1 schematic diagram of cage rearing unit定同位素測定過 SCUBA 水肺潛水采集角蠑螺和藻類樣本，冷凍保存運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。螺肌肉[42]，藻類取角蠑螺啃食的部分，使用去離子水清洗后將樣品置于-5件下冷凍干燥 24h，使用混合型球磨儀（RetschMM440）粉碎樣品。各包被后送入元素分析儀-穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀聯(lián)機(jī)（Flash EA 1112 HT-Dantages, Thermo 公司）測定。樣品在元素分析儀中高溫燃燒后生成 CO儀通過檢測 CO2的13C/12C 以及14N 的15N/14N，并與國際標(biāo)準(zhǔn)物（PD計(jì)算出樣品的13C 值（13C 的分析精度<±0.2‰），與國際標(biāo)準(zhǔn)物（純凈 N2）對比后計(jì)算出樣品的15N 值（15N 的分析精度<±0.3‰）。樣品所國家海洋局第三海洋研究所同位素實(shí)驗(yàn)室測定。3C 和15N 值以下面的公式進(jìn)行計(jì)算：

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本文編號：2727663