基于稳定同位素技术的海南文昌市海草床食物网初步分析

论文摘要

海草床是生产力最高的海洋生态系统之一,拥有极高的生态和经济价值。但在人类活动和气候变化的双重压力下,海草床的面积在不断下降。食物网研究是分析生态系统中消费者营养结构和能量流动途径的基础,是生态系统中十分重要的一部分,可以为管理者在制订基于生态系统的管理和保护政策时提供科学依据。本文以海南省文昌市海草床生态系统为示范区,利用稳定同位素技术,分析了当地海草床中的多种有机碳源（颗粒有机质、沉积有机质、海草和附生藻类）和消费者（25种鱼类、6种甲壳类、10种腹足类、12种双壳类和1种海绵）的碳、氮稳定同位素特征。通过分析上述样品氮的稳定同位素特征,计算了当地食物网中主要鱼类和大型底栖动物的营养级,并初步构建了营养连续谱图。采用IsoSource软件,计算了不同有机碳源对消费者的贡献百分比。然后结合相关消费者食性的研究成果,初步绘制了文昌市海草床生态系统的简化食物网和营养结构图,分析了当地海草床生态系统食物网的特征,为当地海草床的保护和生态修复提供科学数据和理论依据。结果表明,不同有机碳源的δ13C之间存在显著性差异,其中颗粒有机质（POM）的δ13C值（-23.35±1.69%%o）最低,海草的δ13C值（-9.56±0.68%O）最高。大型底栖动物中,双壳类、腹足类和甲壳类的δ13C和δ15N的值都相对集中。这表明不同类群的大型底栖动物有着相对固定的生态位。鱼类的碳、氮稳定同位素特征分布范围比较大,且无明显规律,这表明鱼类拥有广泛的有机碳源和营养级。大型底栖动物当中,双壳类的平均营养级为1.98,腹足类的平均营养级为2.13,甲壳类的平均营养级为2.89。软体动物是食物网中最主要的初级和次级消费者。甲壳类大多数属于更高级的消费者。软体动物中,由于腹足类的食性比双壳类广泛,所以前者的营养级更广泛,营养结构更复杂。鱼类的营养级范围在2.01～3.91,平均营养级为2.95,且营养级分布较为均匀,拥有复杂的营养结构。海草床生态系统中的鱼类大部分为仔稚幼鱼,导致鱼类的营养级偏低;且其中主要为肉食性的鱼类,暗示了海草床对临近海洋生态系统的肉食性鱼类的育幼功能可能更显著。基于不同有机碳源对鱼类和大型底栖动物的贡献,使用聚类分析将鱼类分为了四组,将大型底栖动物分为了三组。结果表明,海草及其附生藻类是18种鱼类和24种大型底栖动物的最为重要的有机碳源。这说明海草及其附生藻类是海草床生态系统食物网中最重要的有机碳源。通过绘制的文昌市海草床的简化食物网和营养结构图,发现碎屑食性和植食性的底栖动物是驱动海草有机碳在食物网中流动的关键中间环节。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及选题意义
•   1.2 海草床生态系统食物网的基本组成
•     1.2.1 海草床食物网中的主要有机碳源
•     1.2.2 海草床食物网的主要消费者
•     1.2.3 海草床食物网的分解者
•   1.3 海草床食物网的研究概况
•     1.3.1 食物网的研究方法
•     1.3.2 海草床食物网的研究进展
•   1.4 研究内容与技术路线
• 第二章 文昌市海草床有机碳源与主要鱼类及大型底栖动物的稳定同位素特征
•   2.1 材料与方法
•     2.1.1 研究地点
•     2.1.2 样品的采集与预处理
•     2.1.3 样品的稳定同位素测定
•     2.1.4 数据处理
•   2.2 结果
•     2.2.1 有机碳源的稳定同位素特征
•     2.2.2 大型底栖动物的稳定同位素特征
•     2.2.3 鱼类的稳定同位素特征
•   2.3 讨论
•     2.3.1 影响有机碳源稳定同位素的因素
•     2.3.2 鱼类和大型底栖动物的稳定同位素特征分析
• 第三章 文昌市海草床主要鱼类及大型底栖动物的营养级
•   3.1 材料与方法
•     3.1.1 研究地点
•     3.1.2 样品的采集与预处理
•     3.1.3 样品的稳定同位素测定
•     3.1.4 数据处理
•   3.2 结果
•     3.2.1 大型底栖动物的营养级
•     3.2.2 鱼类的营养级
•     3.2.3 营养连续谱图
•   3.3 讨论
•     3.3.1 消费者的营养富集
•     3.3.2 大型底栖动物的营养级特征
•     3.3.3 鱼类的营养级特征
• 第四章 文昌市海草床主要鱼类及大型底栖动物的主要有机碳源及食物网特征
•   4.1 材料与方法
•     4.1.1 研究地点
•     4.1.2 样品采集与预处理
•     4.1.3 样品的稳定同位素测定
•     4.1.4 数据处理
•   4.2 结果
•     4.2.1 大型底栖动物与有机碳源的碳稳定同位素特征
•     4.2.2 鱼类与有机碳源的碳稳定同位素特征
•     4.2.3 不同有机碳源对大型底栖动物的贡献
•     4.2.4 不同有机碳源对鱼类的贡献
•   4.3 讨论
•     4.3.1 文昌市海草床主要大型底栖动物的有机碳源
•     4.3.2 文昌市海草床主要鱼类的有机碳源
•     4.3.3 文昌市海草床生态系统的食物网特征
• 第五章 结论与展望
•   5.1 研究结论
•   5.2 创新之处
•   5.3 不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈泽豪

导师: 陈彬,陈明茹

关键词: 海草床,鱼类,大型底栖动物,稳定同位素,食物网

来源: 厦门大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,海洋学

单位: 厦门大学

基金: “国家重点研发计划“海洋生物多样性保护目标设计和评估”(编号:2018YFC0507205)”,国家自然科学基金项目“红树林-海草床-珊瑚礁连续生境的生态连通性研究(41676096)”,中国-东盟海上合作基金项目“中国-东盟海洋公园生态服务网络平台建设”

分类号: Q178.53

总页数: 94

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