三亚临春河红树林生态系统中鱼类营养级的分析

李由明+王平+陈攀+李晓梅+陈大旺

摘 要：为了解该三亚市临春河红树林生态系统中鱼类营养级的状况，本研究采用稳定同位素技术系统水体中的鱼类进行了分析。结果发现5种鱼类：沙鲮鱼（Sillago.sp）、多鳞鳝鱼（Sillagosihama）、黑边石斑鱼（Epinephelus fasciatus）、天竺鲷鱼（Apogon.sp）、赤点石斑鱼（Genus Epinephelus.sp），组织的氮同位素值分别为5.82‰、11.60‰、12.62‰、17.72‰、和12.76‰，对应的营养级分别为1.77、3.47、3.77、3.80和3.81。结论，三亚河沿岸红树林生态系统中，主要存在2个营养级。其中，沙鲮鱼处于相对较低的营养级，属于初级消费者。多鳞鳝鱼、黑边石斑鱼、天竺鲷鱼、赤点石斑鱼位同一营养级，属于次级级消费者。

关键词：临春河  红树林系统  鱼类  营养级

中图分类号：P76 文献标识码：A 文章编号：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

稳定同位素技术进行年在水域生态领域得到广泛的应用，包括食物网的分析、动物食性的重建和营养级的分析。且在不同水体生态系统中取得较多的研究成果。蔡德陵等[1]利用稳定性碳氮同位素比值构建了渤海湾和黄东海食物网营养结构图。徐军等[2]分析了湖鲚在个体发育过程中的食性转变。三亚临春河沿岸红树林生态系统对三亚城市生态环境具有重要意义。鱼类作为该系统内的重要物种，对系统内的物质循环和转化具有重要意义。但是到目前为止，对其中鱼类的营养级状况的研究甚少。本研究利用稳定同位素技术，分析了临春河沿岸红树林系统中鱼类的营养级状况，为进一步了解该系统内的物质循环和生物多样性提供科学依据。

1 实验方法

1.1 样品采集

自临春河上游到下游分6个采样点，2013年10月至2014年4月期间，每月利用拖网等工具捕获河流沿岸红树林水体中的鱼类，样品在分类后，测定其体长，体重后。其他死亡的样品立刻置于泡沫箱内暂时用冰块覆盖，并尽快运回实验室取肌肉组织。

1.2 样品的处理

取样品鱼背鳍部位的肌肉组织，用去离子水清洗6～7次，置于烘箱中于60～65 ℃温度范围内进行连续烘干48 h。烘干后的样品在研磨后，过100目样品筛。然后利用同位素质谱仪（TC/EA-IRMS）进行测定。

1.3 数据计算

1.3.1 同位素测定结果的表示方法

氮稳定同位素比值用国际通用的δ值表示，分别以VPDB国际标准和大气氮作为参考标准，结果表达式[3]：

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

式中，δ15N为生物的氮同位素比值，δ15Nsample为样品氮同位素比值，δ15Nstandard为标准样氮同位素比值。endprint

1.3.2 营养级计算公式

在定好系统基线生物及氮营养富集度后，根据某生物对基线生物氮稳定同位素比值的相对值，计算该生物的营养级。营养级计算公式如下：

TL=λ+（δ15Nconsumer-δ15Nbase）/ Δδ15N

式中，δ15Nbase为生态系统初级生产者或初级消费者的氮稳定性同位素比值（λ=1，δ15Nbase为初级生产者;λ=2，δ15Nbase为初级消费者;Vander Zandanet al.，1997）。δ15Nconsumer为消费者氮同位素比值，Δδ15N为氮稳定同位素的营养富集度，取3.4‰ [4]。

1.4 数据处理与分析

数据结果均采用均值±标准差形式进行标示，数据的分析采用SPSS19.1软件。

2 实验结果

2.1 鱼的生长指标和营养等级

临春河沿岸红树林系统中共采集5种鱼类，分别为沙鲮鱼（Sillago.sp）、多鳞鳝鱼（Sillagosihama）、黑边石斑鱼（Epinephelus fasciatus）、天竺鲷鱼（Apogon.sp）、赤点石斑鱼（Genus Epinephelus.sp）。鱼类的氮同位素值变化范围为5.82‰～17.72‰。根据张其永等[5]的划分方法，经过计算可将临春河主要鱼类按照1—4级划分标准。鱼类的营养级分属1.77和3.47-3.882个营养等级。（表1）。

3 结语

稳定同位素δ15N同位素比值常用于鉴别和区分生物之间的营养级关系[3]。一般情况下，不同营养级之间的营养富集度以δ15N 相差3.4‰为标准[4]。本研究发现，捕获鱼组织中的δ15N值由小到大依次是沙鲮鱼、多鳞鳝鱼、黑边石斑鱼、天竺鲷鱼、赤点石斑鱼。沙鲮鱼处于较低的营养位置，其余鱼类处于较高营养位置。同时多鳞鳝鱼、黑边石斑鱼、天竺鲷鱼、赤点石斑鱼之间δ15N较接近，反应出其所处营养级位置较接近。且黑边石斑、天竺鲷、赤点石斑之间的δ15N比值的差值较小，小于3.4‰的标准。这就体现出这几种鱼类的生态位重叠现象相对来说比较明显，这主要受其在生活过程中摄食的食物存在重叠。

鱼类生态特征较复杂，鱼类种间和种内变化对其营养级重要影响。鱼类体长和其组织氮同位素间相关性，至今仍存在一定出争议，有研究发现底层鱼类和无脊椎动物的营养级中约60﹪的鱼类的个体体长和其δ15N值之间有着显著的相关性，但是也有研究显示消费者δ15N值随个体的大小并没有发生显著变化[6-7]。本研究发现鱼类生长指标和其组织氮同位素之间并没有明显的相关性。说明了，在红树林生态系统中，鱼类摄食多种食物能够捕获到的食物，这可能和具体水域环境中鱼类种群的组成以及水体环境中其他生物间的相互作用有关。同时，所研究的鱼类绝大多数处于较高营养级，这些偏肉食性鱼类的食性相对来说在自然环境中变化较大，也是导致组织中氮同位素值和体长间相关性差的原因之一。

本研究结果表明，临春河沿岸红树林生态系统的鱼类中，沙鲮鱼处于相对较低的营养级底部，属于初级消费者，沙鲮鱼为杂食性鱼类。主要食物对象是浮游藻类等。多鳞鳝鱼、石斑鱼、天竺鲷鱼、赤点石斑鱼为次级消费者，主要摄食小型底栖动物及水体中的浮游动物（包括小型鱼类，虾类等）。

参考文献

[1] 蔡德陵，孟凡，韩贻兵，等.13C/12C比值作为海洋生态系统食物网示踪剂的研究-崂山湾水体生物食物网的营养关系[J].海洋与湖沼，1999，30（6）：671-678.

[2] 徐军.应用碳、氮稳定同位素探讨淡水湖泊的食物网结构和营养级关系[D]. 武汉：中国科学院水生生物研究所，2005.

[3] 古滨河.稳定同位素分析在食物网生态学中的应用[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] 张其永，张雅芝.闽南-台湾浅滩底拖网鱼类组成季节变化的初步探讨[J].厦门大学学报，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 营养级计算公式

在定好系统基线生物及氮营养富集度后，根据某生物对基线生物氮稳定同位素比值的相对值，计算该生物的营养级。营养级计算公式如下：

TL=λ+（δ15Nconsumer-δ15Nbase）/ Δδ15N

式中，δ15Nbase为生态系统初级生产者或初级消费者的氮稳定性同位素比值（λ=1，δ15Nbase为初级生产者;λ=2，δ15Nbase为初级消费者;Vander Zandanet al.，1997）。δ15Nconsumer为消费者氮同位素比值，Δδ15N为氮稳定同位素的营养富集度，取3.4‰ [4]。

1.4 数据处理与分析

数据结果均采用均值±标准差形式进行标示，数据的分析采用SPSS19.1软件。

2 实验结果

2.1 鱼的生长指标和营养等级

临春河沿岸红树林系统中共采集5种鱼类，分别为沙鲮鱼（Sillago.sp）、多鳞鳝鱼（Sillagosihama）、黑边石斑鱼（Epinephelus fasciatus）、天竺鲷鱼（Apogon.sp）、赤点石斑鱼（Genus Epinephelus.sp）。鱼类的氮同位素值变化范围为5.82‰～17.72‰。根据张其永等[5]的划分方法，经过计算可将临春河主要鱼类按照1—4级划分标准。鱼类的营养级分属1.77和3.47-3.882个营养等级。（表1）。

3 结语

稳定同位素δ15N同位素比值常用于鉴别和区分生物之间的营养级关系[3]。一般情况下，不同营养级之间的营养富集度以δ15N 相差3.4‰为标准[4]。本研究发现，捕获鱼组织中的δ15N值由小到大依次是沙鲮鱼、多鳞鳝鱼、黑边石斑鱼、天竺鲷鱼、赤点石斑鱼。沙鲮鱼处于较低的营养位置，其余鱼类处于较高营养位置。同时多鳞鳝鱼、黑边石斑鱼、天竺鲷鱼、赤点石斑鱼之间δ15N较接近，反应出其所处营养级位置较接近。且黑边石斑、天竺鲷、赤点石斑之间的δ15N比值的差值较小，小于3.4‰的标准。这就体现出这几种鱼类的生态位重叠现象相对来说比较明显，这主要受其在生活过程中摄食的食物存在重叠。

鱼类生态特征较复杂，鱼类种间和种内变化对其营养级重要影响。鱼类体长和其组织氮同位素间相关性，至今仍存在一定出争议，有研究发现底层鱼类和无脊椎动物的营养级中约60﹪的鱼类的个体体长和其δ15N值之间有着显著的相关性，但是也有研究显示消费者δ15N值随个体的大小并没有发生显著变化[6-7]。本研究发现鱼类生长指标和其组织氮同位素之间并没有明显的相关性。说明了，在红树林生态系统中，鱼类摄食多种食物能够捕获到的食物，这可能和具体水域环境中鱼类种群的组成以及水体环境中其他生物间的相互作用有关。同时，所研究的鱼类绝大多数处于较高营养级，这些偏肉食性鱼类的食性相对来说在自然环境中变化较大，也是导致组织中氮同位素值和体长间相关性差的原因之一。

本研究结果表明，临春河沿岸红树林生态系统的鱼类中，沙鲮鱼处于相对较低的营养级底部，属于初级消费者，沙鲮鱼为杂食性鱼类。主要食物对象是浮游藻类等。多鳞鳝鱼、石斑鱼、天竺鲷鱼、赤点石斑鱼为次级消费者，主要摄食小型底栖动物及水体中的浮游动物（包括小型鱼类，虾类等）。

参考文献

[1] 蔡德陵，孟凡，韩贻兵，等.13C/12C比值作为海洋生态系统食物网示踪剂的研究-崂山湾水体生物食物网的营养关系[J].海洋与湖沼，1999，30（6）：671-678.

[2] 徐军.应用碳、氮稳定同位素探讨淡水湖泊的食物网结构和营养级关系[D]. 武汉：中国科学院水生生物研究所，2005.

[3] 古滨河.稳定同位素分析在食物网生态学中的应用[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] 张其永，张雅芝.闽南-台湾浅滩底拖网鱼类组成季节变化的初步探讨[J].厦门大学学报，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 营养级计算公式

在定好系统基线生物及氮营养富集度后，根据某生物对基线生物氮稳定同位素比值的相对值，计算该生物的营养级。营养级计算公式如下：

TL=λ+（δ15Nconsumer-δ15Nbase）/ Δδ15N

式中，δ15Nbase为生态系统初级生产者或初级消费者的氮稳定性同位素比值（λ=1，δ15Nbase为初级生产者;λ=2，δ15Nbase为初级消费者;Vander Zandanet al.，1997）。δ15Nconsumer为消费者氮同位素比值，Δδ15N为氮稳定同位素的营养富集度，取3.4‰ [4]。

1.4 数据处理与分析

数据结果均采用均值±标准差形式进行标示，数据的分析采用SPSS19.1软件。

2 实验结果

2.1 鱼的生长指标和营养等级

临春河沿岸红树林系统中共采集5种鱼类，分别为沙鲮鱼（Sillago.sp）、多鳞鳝鱼（Sillagosihama）、黑边石斑鱼（Epinephelus fasciatus）、天竺鲷鱼（Apogon.sp）、赤点石斑鱼（Genus Epinephelus.sp）。鱼类的氮同位素值变化范围为5.82‰～17.72‰。根据张其永等[5]的划分方法，经过计算可将临春河主要鱼类按照1—4级划分标准。鱼类的营养级分属1.77和3.47-3.882个营养等级。（表1）。

3 结语

稳定同位素δ15N同位素比值常用于鉴别和区分生物之间的营养级关系[3]。一般情况下，不同营养级之间的营养富集度以δ15N 相差3.4‰为标准[4]。本研究发现，捕获鱼组织中的δ15N值由小到大依次是沙鲮鱼、多鳞鳝鱼、黑边石斑鱼、天竺鲷鱼、赤点石斑鱼。沙鲮鱼处于较低的营养位置，其余鱼类处于较高营养位置。同时多鳞鳝鱼、黑边石斑鱼、天竺鲷鱼、赤点石斑鱼之间δ15N较接近，反应出其所处营养级位置较接近。且黑边石斑、天竺鲷、赤点石斑之间的δ15N比值的差值较小，小于3.4‰的标准。这就体现出这几种鱼类的生态位重叠现象相对来说比较明显，这主要受其在生活过程中摄食的食物存在重叠。

鱼类生态特征较复杂，鱼类种间和种内变化对其营养级重要影响。鱼类体长和其组织氮同位素间相关性，至今仍存在一定出争议，有研究发现底层鱼类和无脊椎动物的营养级中约60﹪的鱼类的个体体长和其δ15N值之间有着显著的相关性，但是也有研究显示消费者δ15N值随个体的大小并没有发生显著变化[6-7]。本研究发现鱼类生长指标和其组织氮同位素之间并没有明显的相关性。说明了，在红树林生态系统中，鱼类摄食多种食物能够捕获到的食物，这可能和具体水域环境中鱼类种群的组成以及水体环境中其他生物间的相互作用有关。同时，所研究的鱼类绝大多数处于较高营养级，这些偏肉食性鱼类的食性相对来说在自然环境中变化较大，也是导致组织中氮同位素值和体长间相关性差的原因之一。

本研究结果表明，临春河沿岸红树林生态系统的鱼类中，沙鲮鱼处于相对较低的营养级底部，属于初级消费者，沙鲮鱼为杂食性鱼类。主要食物对象是浮游藻类等。多鳞鳝鱼、石斑鱼、天竺鲷鱼、赤点石斑鱼为次级消费者，主要摄食小型底栖动物及水体中的浮游动物（包括小型鱼类，虾类等）。

参考文献

[1] 蔡德陵，孟凡，韩贻兵，等.13C/12C比值作为海洋生态系统食物网示踪剂的研究-崂山湾水体生物食物网的营养关系[J].海洋与湖沼，1999，30（6）：671-678.

[2] 徐军.应用碳、氮稳定同位素探讨淡水湖泊的食物网结构和营养级关系[D]. 武汉：中国科学院水生生物研究所，2005.

[3] 古滨河.稳定同位素分析在食物网生态学中的应用[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] 张其永，张雅芝.闽南-台湾浅滩底拖网鱼类组成季节变化的初步探讨[J].厦门大学学报，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