三亞臨春河紅樹林生態系統中魚類營養級的分析

李由明+王平+陳攀+李曉梅+陳大旺

摘 要：為了解該三亞市臨春河紅樹林生態系統中魚類營養級的狀況，本研究采用穩定同位素技術系統水體中的魚類進行了分析。結果發現5種魚類：沙鯪魚（Sillago.sp）、多鱗鱔魚（Sillagosihama）、黑邊石斑魚（Epinephelus fasciatus）、天竺鯛魚（Apogon.sp）、赤點石斑魚（Genus Epinephelus.sp），組織的氮同位素值分別為5.82‰、11.60‰、12.62‰、17.72‰、和12.76‰，對應的營養級分別為1.77、3.47、3.77、3.80和3.81。結論，三亞河沿岸紅樹林生態系統中，主要存在2個營養級。其中，沙鯪魚處于相對較低的營養級，屬于初級消費者。多鱗鱔魚、黑邊石斑魚、天竺鯛魚、赤點石斑魚位同一營養級，屬于次級級消費者。

關鍵詞：臨春河 ?紅樹林系統 ?魚類 ?營養級

中圖分類號：P76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0239-02

Analysis of fish trophic level in mangrove ecosystem of Linchun River in Sanya

Li You ming1，WANG Pinig2，Chen Pan1，Li Xiaomei1，CHEN Dawang1

（1.School of Biological Science and Technology，Qiongzhou University，Sanya，Hainan，572022，China;

2.Nan jiang Biotechnology Co.，led.Hai nan，Chang jiang 572700，China）

Abstract：Stable nitrogen isotopes of fish tissue in mangrove ecosystem were measured for the assessment of fish trophic level in mangrove ecosystem of Linchun River from October in 2013 to April in 2014 in Sanya. There were 5 species of fishes in the mangrove ecosystem，including Sillago.sp，Sillagosihama， Epinephelus fasciatus， Apogon.sp and Genus Epinephelus.sp. Values of nitrogen isotope in tissue of Sillago.sp，Sillagosihama， Epinephelus fasciatus， Apogon.sp and Genus Epinephelus.sp were 5.82‰， 11.60‰，12.62‰，17.72‰ and 12.76‰，and the corresponding trophic level of them was 1.77， 3.47， 3.77， 3.80 and 3.81， respectively. These results suggested that Sillago.sp were primary consumers and were in low trophic level， while other 4 fish species were in same high trophic level and were secondary consumers in mangrove ecosystem of Linchun River in Sanya.

Key Words：Linchun River;mangrove ecosystem;fish;torphic level

穩定同位素技術進行年在水域生態領域得到廣泛的應用，包括食物網的分析、動物食性的重建和營養級的分析。且在不同水體生態系統中取得較多的研究成果。蔡德陵等[1]利用穩定性碳氮同位素比值構建了渤海灣和黃東海食物網營養結構圖。徐軍等[2]分析了湖鱭在個體發育過程中的食性轉變。三亞臨春河沿岸紅樹林生態系統對三亞城市生態環境具有重要意義。魚類作為該系統內的重要物種，對系統內的物質循環和轉化具有重要意義。但是到目前為止，對其中魚類的營養級狀況的研究甚少。本研究利用穩定同位素技術，分析了臨春河沿岸紅樹林系統中魚類的營養級狀況，為進一步了解該系統內的物質循環和生物多樣性提供科學依據。

1 實驗方法

1.1 樣品采集

自臨春河上游到下游分6個采樣點，2013年10月至2014年4月期間，每月利用拖網等工具捕獲河流沿岸紅樹林水體中的魚類，樣品在分類后，測定其體長，體重后。其他死亡的樣品立刻置于泡沫箱內暫時用冰塊覆蓋，并盡快運回實驗室取肌肉組織。

1.2 樣品的處理

取樣品魚背鰭部位的肌肉組織，用去離子水清洗6～7次，置于烘箱中于60～65 ℃溫度范圍內進行連續烘干48 h。烘干后的樣品在研磨后，過100目樣品篩。然后利用同位素質譜儀（TC/EA-IRMS）進行測定。

1.3 數據計算

1.3.1 同位素測定結果的表示方法

氮穩定同位素比值用國際通用的δ值表示，分別以VPDB國際標準和大氣氮作為參考標準，結果表達式[3]：

δ15N=[（δ15Nsample-δ15Nstandard）/δ15Nstandard]×1000

式中，δ15N為生物的氮同位素比值，δ15Nsample為樣品氮同位素比值，δ15Nstandard為標準樣氮同位素比值。endprint

1.3.2 營養級計算公式

在定好系統基線生物及氮營養富集度后，根據某生物對基線生物氮穩定同位素比值的相對值，計算該生物的營養級。營養級計算公式如下：

TL=λ+（δ15Nconsumer-δ15Nbase）/ Δδ15N

式中，δ15Nbase為生態系統初級生產者或初級消費者的氮穩定性同位素比值（λ=1，δ15Nbase為初級生產者;λ=2，δ15Nbase為初級消費者;Vander Zandanet al.，1997）。δ15Nconsumer為消費者氮同位素比值，Δδ15N為氮穩定同位素的營養富集度，取3.4‰ [4]。

1.4 數據處理與分析

數據結果均采用均值±標準差形式進行標示，數據的分析采用SPSS19.1軟件。

2 實驗結果

2.1 魚的生長指標和營養等級

臨春河沿岸紅樹林系統中共采集5種魚類，分別為沙鯪魚（Sillago.sp）、多鱗鱔魚（Sillagosihama）、黑邊石斑魚（Epinephelus fasciatus）、天竺鯛魚（Apogon.sp）、赤點石斑魚（Genus Epinephelus.sp）。魚類的氮同位素值變化范圍為5.82‰～17.72‰。根據張其永等[5]的劃分方法，經過計算可將臨春河主要魚類按照1—4級劃分標準。魚類的營養級分屬1.77和3.47-3.882個營養等級。（表1）。

3 結語

穩定同位素δ15N同位素比值常用于鑒別和區分生物之間的營養級關系[3]。一般情況下，不同營養級之間的營養富集度以δ15N 相差3.4‰為標準[4]。本研究發現，捕獲魚組織中的δ15N值由小到大依次是沙鯪魚、多鱗鱔魚、黑邊石斑魚、天竺鯛魚、赤點石斑魚。沙鯪魚處于較低的營養位置，其余魚類處于較高營養位置。同時多鱗鱔魚、黑邊石斑魚、天竺鯛魚、赤點石斑魚之間δ15N較接近，反應出其所處營養級位置較接近。且黑邊石斑、天竺鯛、赤點石斑之間的δ15N比值的差值較小，小于3.4‰的標準。這就體現出這幾種魚類的生態位重疊現象相對來說比較明顯，這主要受其在生活過程中攝食的食物存在重疊。

魚類生態特征較復雜，魚類種間和種內變化對其營養級重要影響。魚類體長和其組織氮同位素間相關性，至今仍存在一定出爭議，有研究發現底層魚類和無脊椎動物的營養級中約60﹪的魚類的個體體長和其δ15N值之間有著顯著的相關性，但是也有研究顯示消費者δ15N值隨個體的大小并沒有發生顯著變化[6-7]。本研究發現魚類生長指標和其組織氮同位素之間并沒有明顯的相關性。說明了，在紅樹林生態系統中，魚類攝食多種食物能夠捕獲到的食物，這可能和具體水域環境中魚類種群的組成以及水體環境中其他生物間的相互作用有關。同時，所研究的魚類絕大多數處于較高營養級，這些偏肉食性魚類的食性相對來說在自然環境中變化較大，也是導致組織中氮同位素值和體長間相關性差的原因之一。

本研究結果表明，臨春河沿岸紅樹林生態系統的魚類中，沙鯪魚處于相對較低的營養級底部，屬于初級消費者，沙鯪魚為雜食性魚類。主要食物對象是浮游藻類等。多鱗鱔魚、石斑魚、天竺鯛魚、赤點石斑魚為次級消費者，主要攝食小型底棲動物及水體中的浮游動物（包括小型魚類，蝦類等）。

參考文獻

[1] 蔡德陵，孟凡，韓貽兵，等.13C/12C比值作為海洋生態系統食物網示蹤劑的研究-嶗山灣水體生物食物網的營養關系[J].海洋與湖沼，1999，30（6）：671-678.

[2] 徐軍.應用碳、氮穩定同位素探討淡水湖泊的食物網結構和營養級關系[D]. 武漢：中國科學院水生生物研究所，2005.

[3] 古濱河.穩定同位素分析在食物網生態學中的應用[M].北京：高等教育出版社，2008：173-191.

[4] Wilson R M，Chanton J， Lewis G，Nowacek D.Isotopic variation（δ15N，δ13C，and δ34S） with body size in post-larval estuarine consumers[J]. Estuarine，Coastal and Shelf Science，2009，83（3）：307-312.

[5] 張其永，張雅芝.閩南-臺灣淺灘底拖網魚類組成季節變化的初步探討[J].廈門大學學報，1982，25（6）：712-720.

[6] Wilson R M，Chanton J，Lewis G， et a1.Isotopic variation（δ15N， δ13C，and δ34S）with body size in post-larval estuarine consumers[J].Estuarine，Coastal and Shelf Science，2009，83（3）：307-312.

[7] Jennings S，Pinnegar J K，Polunin N V C，et al.Linking size-based and trophic analyses of benthic community structure [J].Marine Ecology Progress Series，2002（226）：77-85.endprint

1.3.2 營養級計算公式

在定好系統基線生物及氮營養富集度后，根據某生物對基線生物氮穩定同位素比值的相對值，計算該生物的營養級。營養級計算公式如下：

TL=λ+（δ15Nconsumer-δ15Nbase）/ Δδ15N

式中，δ15Nbase為生態系統初級生產者或初級消費者的氮穩定性同位素比值（λ=1，δ15Nbase為初級生產者;λ=2，δ15Nbase為初級消費者;Vander Zandanet al.，1997）。δ15Nconsumer為消費者氮同位素比值，Δδ15N為氮穩定同位素的營養富集度，取3.4‰ [4]。

1.4 數據處理與分析

數據結果均采用均值±標準差形式進行標示，數據的分析采用SPSS19.1軟件。

2 實驗結果

2.1 魚的生長指標和營養等級

臨春河沿岸紅樹林系統中共采集5種魚類，分別為沙鯪魚（Sillago.sp）、多鱗鱔魚（Sillagosihama）、黑邊石斑魚（Epinephelus fasciatus）、天竺鯛魚（Apogon.sp）、赤點石斑魚（Genus Epinephelus.sp）。魚類的氮同位素值變化范圍為5.82‰～17.72‰。根據張其永等[5]的劃分方法，經過計算可將臨春河主要魚類按照1—4級劃分標準。魚類的營養級分屬1.77和3.47-3.882個營養等級。（表1）。

3 結語

穩定同位素δ15N同位素比值常用于鑒別和區分生物之間的營養級關系[3]。一般情況下，不同營養級之間的營養富集度以δ15N 相差3.4‰為標準[4]。本研究發現，捕獲魚組織中的δ15N值由小到大依次是沙鯪魚、多鱗鱔魚、黑邊石斑魚、天竺鯛魚、赤點石斑魚。沙鯪魚處于較低的營養位置，其余魚類處于較高營養位置。同時多鱗鱔魚、黑邊石斑魚、天竺鯛魚、赤點石斑魚之間δ15N較接近，反應出其所處營養級位置較接近。且黑邊石斑、天竺鯛、赤點石斑之間的δ15N比值的差值較小，小于3.4‰的標準。這就體現出這幾種魚類的生態位重疊現象相對來說比較明顯，這主要受其在生活過程中攝食的食物存在重疊。

魚類生態特征較復雜，魚類種間和種內變化對其營養級重要影響。魚類體長和其組織氮同位素間相關性，至今仍存在一定出爭議，有研究發現底層魚類和無脊椎動物的營養級中約60﹪的魚類的個體體長和其δ15N值之間有著顯著的相關性，但是也有研究顯示消費者δ15N值隨個體的大小并沒有發生顯著變化[6-7]。本研究發現魚類生長指標和其組織氮同位素之間并沒有明顯的相關性。說明了，在紅樹林生態系統中，魚類攝食多種食物能夠捕獲到的食物，這可能和具體水域環境中魚類種群的組成以及水體環境中其他生物間的相互作用有關。同時，所研究的魚類絕大多數處于較高營養級，這些偏肉食性魚類的食性相對來說在自然環境中變化較大，也是導致組織中氮同位素值和體長間相關性差的原因之一。

本研究結果表明，臨春河沿岸紅樹林生態系統的魚類中，沙鯪魚處于相對較低的營養級底部，屬于初級消費者，沙鯪魚為雜食性魚類。主要食物對象是浮游藻類等。多鱗鱔魚、石斑魚、天竺鯛魚、赤點石斑魚為次級消費者，主要攝食小型底棲動物及水體中的浮游動物（包括小型魚類，蝦類等）。

參考文獻

[1] 蔡德陵，孟凡，韓貽兵，等.13C/12C比值作為海洋生態系統食物網示蹤劑的研究-嶗山灣水體生物食物網的營養關系[J].海洋與湖沼，1999，30（6）：671-678.

[2] 徐軍.應用碳、氮穩定同位素探討淡水湖泊的食物網結構和營養級關系[D]. 武漢：中國科學院水生生物研究所，2005.

[3] 古濱河.穩定同位素分析在食物網生態學中的應用[M].北京：高等教育出版社，2008：173-191.

[4] Wilson R M，Chanton J， Lewis G，Nowacek D.Isotopic variation（δ15N，δ13C，and δ34S） with body size in post-larval estuarine consumers[J]. Estuarine，Coastal and Shelf Science，2009，83（3）：307-312.

[5] 張其永，張雅芝.閩南-臺灣淺灘底拖網魚類組成季節變化的初步探討[J].廈門大學學報，1982，25（6）：712-720.

[6] Wilson R M，Chanton J，Lewis G， et a1.Isotopic variation（δ15N， δ13C，and δ34S）with body size in post-larval estuarine consumers[J].Estuarine，Coastal and Shelf Science，2009，83（3）：307-312.

[7] Jennings S，Pinnegar J K，Polunin N V C，et al.Linking size-based and trophic analyses of benthic community structure [J].Marine Ecology Progress Series，2002（226）：77-85.endprint

1.3.2 營養級計算公式

在定好系統基線生物及氮營養富集度后，根據某生物對基線生物氮穩定同位素比值的相對值，計算該生物的營養級。營養級計算公式如下：

TL=λ+（δ15Nconsumer-δ15Nbase）/ Δδ15N

式中，δ15Nbase為生態系統初級生產者或初級消費者的氮穩定性同位素比值（λ=1，δ15Nbase為初級生產者;λ=2，δ15Nbase為初級消費者;Vander Zandanet al.，1997）。δ15Nconsumer為消費者氮同位素比值，Δδ15N為氮穩定同位素的營養富集度，取3.4‰ [4]。

1.4 數據處理與分析

數據結果均采用均值±標準差形式進行標示，數據的分析采用SPSS19.1軟件。

2 實驗結果

2.1 魚的生長指標和營養等級

臨春河沿岸紅樹林系統中共采集5種魚類，分別為沙鯪魚（Sillago.sp）、多鱗鱔魚（Sillagosihama）、黑邊石斑魚（Epinephelus fasciatus）、天竺鯛魚（Apogon.sp）、赤點石斑魚（Genus Epinephelus.sp）。魚類的氮同位素值變化范圍為5.82‰～17.72‰。根據張其永等[5]的劃分方法，經過計算可將臨春河主要魚類按照1—4級劃分標準。魚類的營養級分屬1.77和3.47-3.882個營養等級。（表1）。

3 結語

穩定同位素δ15N同位素比值常用于鑒別和區分生物之間的營養級關系[3]。一般情況下，不同營養級之間的營養富集度以δ15N 相差3.4‰為標準[4]。本研究發現，捕獲魚組織中的δ15N值由小到大依次是沙鯪魚、多鱗鱔魚、黑邊石斑魚、天竺鯛魚、赤點石斑魚。沙鯪魚處于較低的營養位置，其余魚類處于較高營養位置。同時多鱗鱔魚、黑邊石斑魚、天竺鯛魚、赤點石斑魚之間δ15N較接近，反應出其所處營養級位置較接近。且黑邊石斑、天竺鯛、赤點石斑之間的δ15N比值的差值較小，小于3.4‰的標準。這就體現出這幾種魚類的生態位重疊現象相對來說比較明顯，這主要受其在生活過程中攝食的食物存在重疊。

魚類生態特征較復雜，魚類種間和種內變化對其營養級重要影響。魚類體長和其組織氮同位素間相關性，至今仍存在一定出爭議，有研究發現底層魚類和無脊椎動物的營養級中約60﹪的魚類的個體體長和其δ15N值之間有著顯著的相關性，但是也有研究顯示消費者δ15N值隨個體的大小并沒有發生顯著變化[6-7]。本研究發現魚類生長指標和其組織氮同位素之間并沒有明顯的相關性。說明了，在紅樹林生態系統中，魚類攝食多種食物能夠捕獲到的食物，這可能和具體水域環境中魚類種群的組成以及水體環境中其他生物間的相互作用有關。同時，所研究的魚類絕大多數處于較高營養級，這些偏肉食性魚類的食性相對來說在自然環境中變化較大，也是導致組織中氮同位素值和體長間相關性差的原因之一。

本研究結果表明，臨春河沿岸紅樹林生態系統的魚類中，沙鯪魚處于相對較低的營養級底部，屬于初級消費者，沙鯪魚為雜食性魚類。主要食物對象是浮游藻類等。多鱗鱔魚、石斑魚、天竺鯛魚、赤點石斑魚為次級消費者，主要攝食小型底棲動物及水體中的浮游動物（包括小型魚類，蝦類等）。

參考文獻

[1] 蔡德陵，孟凡，韓貽兵，等.13C/12C比值作為海洋生態系統食物網示蹤劑的研究-嶗山灣水體生物食物網的營養關系[J].海洋與湖沼，1999，30（6）：671-678.

[2] 徐軍.應用碳、氮穩定同位素探討淡水湖泊的食物網結構和營養級關系[D]. 武漢：中國科學院水生生物研究所，2005.

[3] 古濱河.穩定同位素分析在食物網生態學中的應用[M].北京：高等教育出版社，2008：173-191.

[4] Wilson R M，Chanton J， Lewis G，Nowacek D.Isotopic variation（δ15N，δ13C，and δ34S） with body size in post-larval estuarine consumers[J]. Estuarine，Coastal and Shelf Science，2009，83（3）：307-312.

[5] 張其永，張雅芝.閩南-臺灣淺灘底拖網魚類組成季節變化的初步探討[J].廈門大學學報，1982，25（6）：712-720.

[6] Wilson R M，Chanton J，Lewis G， et a1.Isotopic variation（δ15N， δ13C，and δ34S）with body size in post-larval estuarine consumers[J].Estuarine，Coastal and Shelf Science，2009，83（3）：307-312.

[7] Jennings S，Pinnegar J K，Polunin N V C，et al.Linking size-based and trophic analyses of benthic community structure [J].Marine Ecology Progress Series，2002（226）：77-85.endprint