简述我国海洋生物摄食生态与食物网研究进展

钱红　张鑫　戴媛媛　张博伦　王硕

摘  要：本文系统总结了我国海洋生物摄食生态与食物网研究的检测方法，重点归纳整理了胃含物分析法和稳定同位素法在摄食生态研究的相关结果，以期为进一步开展研究提供基础数据。

关键词：海洋生物;摄食生态;食物网

1  海洋生物摄食生态与食物网研究的主要方法

目前，关于海洋生物摄食生态与食物网研究的主要方法包括：传统方法即胃含物分析法;碳、氮稳定同位素分析法、生物标志化合物（脂肪酸）、DNA条形码等。

1.1 胃含物分析法

研究海洋生物食物关系最经典的研究方法是胃含物分析法。我国从60年代开始就利用胃含物分析法对鱼类进行食性研究，张其永等研究闽南-台湾浅滩的二长棘鲷（crimson seabream， Paragyrops edita Tanaka）、狗母鱼类（Lizerd fish）等的食性;1986年邓景耀等[1]学者运用胃含物分析法研究渤海主要鱼类的食物关系，直观地鉴定出35种鱼类胃含物中饵料生物的种类、数量;将渤海鱼类划分为5大类群及3个营养级;用相对重要性指标（ IRI） 来分析各类饵料生物对捕食鱼类的重要性;从而确定了渤海鱼类食物网的基本结构和食物关系。10年后，邓景耀[2]运用该法再次对渤海进行大面积调查，阐述了10年来渤海水域鱼类食物组成、营养级和种间关系及食物网的动态变化。与此同时，一些学者[3]研究了黄海、南海、东海等海域主要鱼类摄食生态、食物网。

近几年，一些学者运用胃含物分析法不仅研究单种鱼类的食性，还对贝类、头足类或特定生态系统条件下的海洋生物食性进行了深入研究。截止2021年1月31日，课题组基于CNKI数据库进行文献计量学统计，输入关键词“摄食生态”，共检索到相关文献157篇，其中主要主题“摄食生态”为62篇，二次检索主题“稳定同位素”共计17篇。课题组分别就胃含物分析法和稳定同位素技术进行重点综述。单种鱼类食性研究主要包括：北部湾多齿蛇鲻、二长棘鲷、宝刀鱼等主要鱼类;胶州湾方氏云鳚、獐子岛虾夷扇贝、东海带鱼和南海鸢乌贼;另外，有学者系统研究了青岛灵山湾不同增养殖模式下魁蚶的食物来源。

1.2 稳定同位素法

近年来稳定同位素作为一种天然的示踪物，已广泛应用于植物生理学、生态学和环境科学中，目前也越来越多地应用到水生生态系统摄食生态学研究中，用于揭示有机物质的循环路径和探究消费者之间的营养关系[14]。利用生物天然碳氮稳定同位素可以有效地揭示其有机物来源、消费者的食物组成以及各生物在食物网中所处的营养级。

1.3 生物标志化合物分析法

海洋鱼类摄食生态与食物网研究的实验方法，除了上述胃含物分析及稳定同位素法外，还有生物标志化合物分析（脂肪酸） 、特定化合物分子的稳定同位素分析（单分子脂肪酸的稳定同位素分析）等。海洋生物一般含有14一24个碳原子的不饱和脂肪酸，因为不饱和脂肪酸的生化特征，很多食物的脂肪酸很少或没有改变地进入了海洋生物体内。

2 稳定同位素在海洋生物食物网研究中应用的研究进展

截止2021年1月31日，课题组基于CNKI数据库进行文献计量学统计，输入关键词“摄食生态”，共检索到相关文献157篇，其中主要主题“摄食生态”为62篇，二次检索主题“稳定同位素”共计17篇。

2.1 稳定同位素方法的研究基础

自物理学家发现了原子核的质子与中子以后，人们就开始了稳定同位素的研究工作。稳定同位素是指无可侧放射性的原子核内质子数相同而中子数不相同的一类核素。20世纪80年代以后，随着同位素质谱仪测试技术的改进，大大拓宽了稳定同位素的应用领域。

2.2 利用稳定同位素方法研究海洋生物的摄食习性

碳稳定同位素法是根据所研究生物、浮游无脊椎动物、和底栖无脊椎动物的碳稳定同位素来计算该生物有摄食习性。通常将生物的摄食生态类型分为三类，即浮游生物食性、混合生物食性和底层生物食性。通过计算底层类饵料对生物的贡献比例来判断，判断临界点为25%和75%。

2.3 利用稳定同位素方法研究海洋生物的食性

稳定同位素法是根据消费者稳定同位素比值与其食物相应同位素比值相近的原则来判断此生物的食物来源，进而确定食物贡献。所取样品是生物体的一部分或全部，能反映生物长期生命活动的结果。稳定同位素还能对低营养级或个体较小生物的营养来源进行准确测定，进而为确定生物种群问的相互关系及对整个生态系统的能量流动进行准确定位。

2.4 利用稳定同位素方法确定食物网结构和生物营养级

在特定的生态系统中，各种生物种群之间的摄食关系、营养物质和能量流动是生态学研究的一个难题。用以研究生态系统中有机碳和氮稳定同位素组成动态变化的稳定同位素技术为解决这一生态学难题提供了新的研究手段。同位素比值反映生物体的内部特征，能克服胃含物法的许多缺陷。研究者对这两种方法进行了对比研究，发现同位素法确实较胃含物法精确。

参考文献

[1] 邓景耀， 孟田湘， 任胜民. 渤海鱼类食物关系的初步研究[J]. 生态学报， 1986， 6（4）：70-78.

[2] 邓景耀， 姜卫民， 杨纪明，等. 渤海主要生物種间关系及食物网的研究[J]. 中国水产科学， 1997（4）：1-7.

[3] 孟田湘. 渤海重要底层鱼类食物重叠系数与鱼类增殖[J]. 渔业科学进展， 1989（10）：1-7.

基金项目：国家重点研发计划“海洋牧场监测预警技术与专家决策系统示范”（2019YFD0902103）;国家重点研发计划“近岸海域食物网恢复和生境修复技术研究与示范”（2019YFE0122300）;教育部环境污染过程与基准重点实验室开放基金（201904）。

作者简介：钱红（1969-），女，本科，高级工程师，主要从事生态学研究。。

通讯作者：戴媛媛（1982-），女，硕士研究生，工程师，主要从事生态环境研究。