簡述我國海洋生物攝食生態與食物網研究進展

錢紅　張鑫　戴媛媛　張博倫　王碩

摘? 要：本文系統總結了我國海洋生物攝食生態與食物網研究的檢測方法，重點歸納整理了胃含物分析法和穩定同位素法在攝食生態研究的相關結果，以期為進一步開展研究提供基礎數據。

關鍵詞：海洋生物;攝食生態;食物網

1? 海洋生物攝食生態與食物網研究的主要方法

目前，關于海洋生物攝食生態與食物網研究的主要方法包括：傳統方法即胃含物分析法;碳、氮穩定同位素分析法、生物標志化合物（脂肪酸）、DNA條形碼等。

1.1 胃含物分析法

研究海洋生物食物關系最經典的研究方法是胃含物分析法。我國從60年代開始就利用胃含物分析法對魚類進行食性研究，張其永等研究閩南-臺灣淺灘的二長棘鯛（crimson seabream， Paragyrops edita Tanaka）、狗母魚類（Lizerd fish）等的食性;1986年鄧景耀等[1]學者運用胃含物分析法研究渤海主要魚類的食物關系，直觀地鑒定出35種魚類胃含物中餌料生物的種類、數量;將渤海魚類劃分為5大類群及3個營養級;用相對重要性指標（ IRI） 來分析各類餌料生物對捕食魚類的重要性;從而確定了渤海魚類食物網的基本結構和食物關系。10年后，鄧景耀[2]運用該法再次對渤海進行大面積調查，闡述了10年來渤海水域魚類食物組成、營養級和種間關系及食物網的動態變化。與此同時，一些學者[3]研究了黃海、南海、東海等海域主要魚類攝食生態、食物網。

近幾年，一些學者運用胃含物分析法不僅研究單種魚類的食性，還對貝類、頭足類或特定生態系統條件下的海洋生物食性進行了深入研究。截止2021年1月31日，課題組基于CNKI數據庫進行文獻計量學統計，輸入關鍵詞“攝食生態”，共檢索到相關文獻157篇，其中主要主題“攝食生態”為62篇，二次檢索主題“穩定同位素”共計17篇。課題組分別就胃含物分析法和穩定同位素技術進行重點綜述。單種魚類食性研究主要包括：北部灣多齒蛇鯔、二長棘鯛、寶刀魚等主要魚類;膠州灣方氏云鳚、獐子島蝦夷扇貝、東海帶魚和南海鳶烏賊;另外，有學者系統研究了青島靈山灣不同增養殖模式下魁蚶的食物來源。

1.2 穩定同位素法

近年來穩定同位素作為一種天然的示蹤物，已廣泛應用于植物生理學、生態學和環境科學中，目前也越來越多地應用到水生生態系統攝食生態學研究中，用于揭示有機物質的循環路徑和探究消費者之間的營養關系[14]。利用生物天然碳氮穩定同位素可以有效地揭示其有機物來源、消費者的食物組成以及各生物在食物網中所處的營養級。

1.3 生物標志化合物分析法

海洋魚類攝食生態與食物網研究的實驗方法，除了上述胃含物分析及穩定同位素法外，還有生物標志化合物分析（脂肪酸） 、特定化合物分子的穩定同位素分析（單分子脂肪酸的穩定同位素分析）等。海洋生物一般含有14一24個碳原子的不飽和脂肪酸，因為不飽和脂肪酸的生化特征，很多食物的脂肪酸很少或沒有改變地進入了海洋生物體內。

2 穩定同位素在海洋生物食物網研究中應用的研究進展

截止2021年1月31日，課題組基于CNKI數據庫進行文獻計量學統計，輸入關鍵詞“攝食生態”，共檢索到相關文獻157篇，其中主要主題“攝食生態”為62篇，二次檢索主題“穩定同位素”共計17篇。

2.1 穩定同位素方法的研究基礎

自物理學家發現了原子核的質子與中子以后，人們就開始了穩定同位素的研究工作。穩定同位素是指無可側放射性的原子核內質子數相同而中子數不相同的一類核素。20世紀80年代以后，隨著同位素質譜儀測試技術的改進，大大拓寬了穩定同位素的應用領域。

2.2 利用穩定同位素方法研究海洋生物的攝食習性

碳穩定同位素法是根據所研究生物、浮游無脊椎動物、和底棲無脊椎動物的碳穩定同位素來計算該生物有攝食習性。通常將生物的攝食生態類型分為三類，即浮游生物食性、混合生物食性和底層生物食性。通過計算底層類餌料對生物的貢獻比例來判斷，判斷臨界點為25%和75%。

2.3 利用穩定同位素方法研究海洋生物的食性

穩定同位素法是根據消費者穩定同位素比值與其食物相應同位素比值相近的原則來判斷此生物的食物來源，進而確定食物貢獻。所取樣品是生物體的一部分或全部，能反映生物長期生命活動的結果。穩定同位素還能對低營養級或個體較小生物的營養來源進行準確測定，進而為確定生物種群問的相互關系及對整個生態系統的能量流動進行準確定位。

2.4 利用穩定同位素方法確定食物網結構和生物營養級

在特定的生態系統中，各種生物種群之間的攝食關系、營養物質和能量流動是生態學研究的一個難題。用以研究生態系統中有機碳和氮穩定同位素組成動態變化的穩定同位素技術為解決這一生態學難題提供了新的研究手段。同位素比值反映生物體的內部特征，能克服胃含物法的許多缺陷。研究者對這兩種方法進行了對比研究，發現同位素法確實較胃含物法精確。

參考文獻

[1] 鄧景耀， 孟田湘， 任勝民. 渤海魚類食物關系的初步研究[J]. 生態學報， 1986， 6（4）：70-78.

[2] 鄧景耀， 姜衛民， 楊紀明，等. 渤海主要生物種間關系及食物網的研究[J]. 中國水產科學， 1997（4）：1-7.

[3] 孟田湘. 渤海重要底層魚類食物重疊系數與魚類增殖[J]. 漁業科學進展， 1989（10）：1-7.

基金項目：國家重點研發計劃“海洋牧場監測預警技術與專家決策系統示范”（2019YFD0902103）;國家重點研發計劃“近岸海域食物網恢復和生境修復技術研究與示范”（2019YFE0122300）;教育部環境污染過程與基準重點實驗室開放基金（201904）。

作者簡介：錢紅（1969-），女，本科，高級工程師，主要從事生態學研究。。

通訊作者：戴媛媛（1982-），女，碩士研究生，工程師，主要從事生態環境研究。