基于稳定同位素技术研究京杭大运河苏南段鱼类食物网结构的季节特征开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

基于碳氮同位素技术对京杭大运河苏南段常见鱼类种群和群落营养生态位宽度的季节性变化做一些初步的研究，为京杭大运河苏南段的常见鱼类的食物网营养结构提供基础数据和依据，为京杭大运河苏南段生态环境研究提供一套研究模型，为渔业管理部门制定相关渔业管理政策提供依据，为稳定同位素技术在我国水域生态学研究中的进一步应用与推广起到促进作用，并进一步为资源保护和合理开发利用提供理论依据。

国内外研究进展：

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。早期对水域食物网结构和生物营养级的确定是采用胃含物分析法，胃含物法比较直观，但也存在许多缺陷，如样品数量大、分析过程长、需详细的生物种群资料及对许多浮游动物营养级的不准估测而导致测量误差的层层相叠等。也正是这些缺点，使得食物网中低营养级的研究较少。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^[1，2]。vender zander等^[1]用加拿大36个湖区已研究的342种鱼的营养级反推了一些浮游动物的营养级，并以此计算了8种鱼的营养级，发现同位素法的结果与其无显著差异。通过测定生态系统中不同生物的同位素比值能较准确地测定食物网结构和生物营养级，在此基础上还能很好地评估从初级生产者直至顶极捕食者的转换效率、准确寻找功能群、评估气候及外界人工干扰对水域生态系统的影响，进而为水域生态系统的管理提供科学依据。国外在此方面的研究较多，采用了多种稳定同位素，如δ¹³c、δ¹⁵n、δ¹⁸o、δ³⁴s等对水域食物网结构和生物营养级进行测定和校正，并对食物网结构中的许多功能群进行了细分，为其它生态系统模型提供了准确的依据。fry^[3]用碳氮硫3种同位素对北美乔治浅滩食物网结构进行了研究，发现碳源是维持该复杂系统的主要原因。herwig等^[4]用碳氮同位素测定了密西西河和伊利诺斯河静水区的食物网结构，发现并不是大型水生植物，可能是浮游植物和源自一些c3植物的碎屑是该系统的主要直接碳源。connolly^[5]用碳氮同位素比较了澳大利亚昆士兰州自然湿地与人工水道两个生态系统食物网结构的异同，发现人工水道中鱼类基本上处于同一营养级，并从食物来源上解释了这一现象，提出了人工水道的一些综合管理措施。

2. 研究的基本内容和问题

（1）为了探明京杭大运河苏南段鱼类食物网结构的季节特征，应用稳定同位素技术分析测定该水域主要生物样品碳氮稳定同位素比值，计算主要生物类群营养层次，构建食物网结构。

（2）为京杭大运河苏南段生态环境研究提供一套研究模型。

（3）为渔业管理部门制定相关渔业管理政策提供依据。

3. 研究的方法与方案

研究方法：文献法，实证研究法

技术路线见附件

实验方案：

4. 研究创新点

（1）本研究用用arcgis10、origin9.0等软件作图。软件对碳氮同位素比值进行聚类分析（hierarchical cluster analysis），以标准化欧氏距离（normalized euclidean distance）为5进行营养群的分组。

（2）基于碳氮同位素技术对京杭大运河苏南段常见鱼类种群和群落营养生态位宽度的季节性变化做一些初步的研究，为京杭大运河苏南段的常见鱼类的食物网营养结构提供基础数据和依据。

（3）进一步为资源保护和合理开发利用提供理论依据。

5. 研究计划与进展

（1）2017年夏季和2018年春季在京杭大运河苏南段定点采样。

（2）2018年12月-2019年2月 对样品进行冻干和研磨，并将样品送到国家海洋局第三海洋研究所，测定分析稳定同位素δ¹³c和δ¹⁵n比值。对数据进行分析得出结论。

（3）2019年3-5月 完成毕业论文。