岛礁近岸水域往往有较高的海洋初级生产力,通常是鱼类和虾蟹类等海洋生物的优良栖息地,其生态系统内部的物质循环和能量流动共同影响着有机物的生产、营养物质的循环和能量的流动。目前,国内对岛礁近岸海域的生态学特别是大多数生物之间的营养关系的了解还十分有限,很难对这些岛礁海域的可持续利用、生态保护和修复行为的效果加以评估。因此,岛礁近岸海域食物网研究也就成为岛礁保护、重建或开发利用等目的所进行的理论和应用研究的关键。为了对岛礁邻近海域的保护和管理提出科学的决策依据,本研究首先对枸杞岛近岸海域食物网内主要生物群落的种类组成、时空变化等结构特征进行初步分析,然后应用稳定同位素技术对食物网内初级生产者和各级消费者中优势种或常见种类的碳、氮稳定同位素特征进行测定,结合对主要鱼类进行胃含物分析,确定了各级消费者的食物组成和食物来源,分析各种食源对食物网的相对贡献,估算了消费者的营养级,确定各生物种的营养层次,并在此基础上构建了枸杞岛近岸海域食物网的简化模型,主要结果如下:1、本研究海域——浙江省嵊泗县枸杞岛位于舟山群岛的北部,隶属马鞍列国海洋特别保护区,沿岸90%由岩礁组成,近岸的水深多在0~30m,底质以粉砂质粘土软泥和粘土质软泥为主,在岩礁的潮间带和潮下带底栖海藻资源丰富,形成以铜藻、孔石莼等大型海藻为优势种的一定面积的海藻场。枸杞岛近岸海域的浮游植物的主要优势种依次为尖刺伪菱形藻(Y=8.66)、具齿原甲藻(Y=5.07)、梭角藻(Y=2.98)、星脐圆筛藻(Y=2.33)、蛇目圆筛藻(Y=1.23)、琼氏圆筛藻(Y=1.21)、具刺膝沟藻(Y=0.82)、裸甲藻(Y=0.58)、中肋骨条藻(Y=0.37)、具槽帕拉藻(Y=0.32)、夜光藻(Y=0.27)等。硅藻在种类数目和数量上都占绝对优势。桡足类是最主要的浮游动物类群,优势种类主要是中华哲水蚤、真刺水蚤等。除了桡足类之外,较为重要的浮游动物类群还有磷虾、水母、箭虫和虾蟹类幼体等。中华哲水蚤是春季和冬季的绝对优势种,在夏季和秋季的优势也很明显。在夏季真刺水蚤幼体和小齿海樽也成为优势类群。秋季百陶箭虫占最大优势,其后依次是双生水母、中华哲水蚤和真刺水蚤幼虫。潜水采集发现枸杞岛近岸海域底栖动物群落中,带偏顶蛤、条纹隔贻贝、寄居蟹、钩虾等是主要的优势种。游泳生物群落中,褐菖鮋、黄姑鱼、小黄鱼、斑头鱼、赤鼻棱鳀、鲬、褐牙鲆和星康吉鳗为主要的鱼类优势种,日本蟳、哈氏刻肋海胆、甲虫螺、双角互敬蟹、蝾螺等是主要的大型无脊椎动物优势种。2、枸杞岛近岸海藻场生态系统内浮游动物、端足类、多毛类和棘皮动物等小型无脊椎动物是海藻场食物网的重要组成部分,承担了将初级生产者的能量产出向高级消费者传递转移的功能。在秋冬季节,初级生产者的δ13C值介于-21.7‰~-13.8‰之间,平均值为-17.8‰;初级生产者的δ15N值介于2.3‰~11.6‰之间,平均值为5.7‰。在春夏季节,初级生产者的δ13C值介于-21.2‰~-14.2‰之间,平均值为-17.6‰;初级生产者的δ15N值介于4.0‰~7.3‰之间,平均值为5.8‰。初级生产者SOM、浮游植物、POM、铜藻的δ13C值无显著的季节差异(P>0.05),附生生物、孔石莼和底栖微藻的δ13C值有明显的季节变化(P<0.05)。在所有的初级生产者中,仅附生生物的δ15N值有极显著的季节差异,其余种类的季节变化不显著。在所有的初级消费者中,仅桡足类的δ13C、δ15N值有显著的季节变化(P<0.05),其余的初级消费者的δ13C、δ15N值都无显著的季节变化(P>0.05)。基于Iso Source模型分析发现,浮游植物和POM等是桡足类、太平洋磷虾和中国毛虾等浮游动物以及海绵的主要食源;钩虾幼体和麦秆虫等啃食性端足类主要以附着微藻为食;大型海藻和底栖微藻是钩虾、紫海胆和角蝾螺等底栖生物的主要能量来源。3、褐菖鮋、斑头鱼、黄姑鱼、小黄鱼和星康吉鳗等5种经济鱼类是舟山群岛海域的常见鱼类,更是枸杞岛近岸海域的主要经济鱼类,在当地的渔业中具有重要的地位。本研究在胃含物分析结果的基础上,利用碳、氮稳定同位素方法分析褐菖鮋等5种鱼类摄食习性,评估了浮游动物、端足类、虾蟹类和小型鱼类等饵料生物对这些鱼类的能量支持程度。褐菖鮋的δ13C值、δ15N值与全长季节差异不显著(P>0.05),仅冬季的C/N值与其它季节之间有显著差异;不同发育阶段的褐菖鮋的δ13C值和δ15N值都差异显著,δ15N值有随全长增大而增加的趋势。胃含物进行分析结果显示:褐菖鮋等5种主要鱼类主要以端足类、鱼类、蟹类、虾类、毛虾类、多毛类、软体动物和浮游动物等为食,5种主要鱼类都是底栖游泳动物食性。对秋冬季和春夏季采集的褐菖鮋等5种主要鱼类及其饵料类群的稳定同位素特征分析发现,5种主要鱼类的δ13C值季节差异都不显著,仅小黄鱼的δ15N值季节差异显著(P<0.05),其余4种的δ15N值季节差异都不显著。在饵料类群中,浮游动物的δ13C值和δ15N值的季节差异都显著(P<0.05),虾类的δ15N值的季节差异显著(P<0.05),其余种类的δ13C值和δ15N值都没有明显的季节变化。褐菖鮋等5种主要鱼类的δ13C值更靠近饵料类群δ13C值相对富集的一边,研究表明麦秆虫、钩虾、虾类、蟹类和鱼类等δ13C值较富集的饵料类群是它们的主要食源,而浮游动物的贡献相对较少。应用Iso Source软件分析饵料类群的营养贡献时发现,褐菖鮋、斑头鱼、黄姑鱼与、小黄鱼和星康吉鳗是底栖动物食性,而非浮游动物食性。在秋冬季,褐菖鮋的饵料类群中钩虾的可能贡献均值最大为50.3%,范围为32%~74%,其次是麦秆虫的贡献均值为19.7%;麦秆虫对斑头鱼的营养贡献最高,均值为38.9%,其次是钩虾的18%;毛虾对黄姑鱼的贡献最大为54%;小黄鱼的饵料类群中浮游动物和钩虾的贡献较高;鱼类、虾类和蟹类对星康吉鳗的可能贡献都较高,鱼类、虾类和蟹类的贡献都超过了15%,浮游动物最高的原因可能是与其摄食了较多仔鱼有一定的关系。在春夏季,褐菖鮋的饵料类群中麦秆虫的可能贡献均值最大为49.2%,范围为4%~80%,其次是钩虾的贡献均值为29.2%;麦秆虫对斑头鱼的营养贡献高达72.7%,其它饵料类群贡献都较少;鱼类、虾类和蟹类对黄姑鱼的贡献较高;小黄鱼的饵料类群中浮游动物的贡献最高为55.1%;除了浮游动物对星康吉鳗的营养贡献小于10%,钩虾、鱼类、虾类和蟹类的贡献都超过了15%。4、枸杞岛近岸海域消费者潜在食源浮游植物、底栖微藻、POM、SOM和大型海藻的δ13C值范围为-21.4‰~-15.2‰,浮游动物、大型无脊椎动物和鱼类等消费者的δ13C值范围为-23.8‰~-8.7‰。初级生产者的C/N平均值为8.6,消费者的C/N平均值3.8,差异极显著(P<0.001)。根据消费者的δ15N值,可将枸杞岛近岸海域的消费者分为植食性的浮游动物、食藻或碎屑的小型底栖动物、杂食性的大型无脊椎动物和鱼类、凶猛的肉食性鱼类四大类。基于稳定同位素分析和胃含物分析的方法,食物网有4个营养层次,消费者的营养级介于2.0~4.74之间。消费者主要有4个营养级,其中中华哲水蚤、哈氏刻肋海胆、紫海胆和太平洋磷虾等25种初级消费者的营养级平均值为2.26,安氏白虾、日本鼓虾、棘头梅童鱼等14种次级消费者的营养级平均值为2.97,褐菖鮋、斑头鱼和细点圆趾蟹等杂食性的鱼类和大型无脊椎动物的营养级平均值为3.47,星康吉鳗、鮸鱼、黄姑鱼、鲻鱼和黑鲷等游泳能力强的18种肉食性鱼类的营养级平均值为4.04。聚类分析将枸杞岛近岸海域食物网的生物类群划分为两组,一组主要以浮游植物、底栖微藻为营养来源,包括了植食性/碎屑食性(grazers/detritus feeders)的浮游动物、端足类、小型底栖动物,以及食藻的海胆等,一组包括以肉食性的鱼类和一些杂食性的大型底栖动物,各组之间的差异极显著(ANOSIM test,R=0.835,P<0.01)枸杞岛近岸海域食物网的碳流可能主要通过3条途径进行能量流动:一是浮游植物和POM被浮游动物摄食,浮游动物成为上层鱼类如青鳞小沙丁、浪花银汉鱼、赤鼻棱鳀等的饵料,这些小型的鱼类最终被黄姑鱼、黑鲷所摄食。二是大型海藻或其附着微藻被钩虾、麦秆虫等啃食,被杂食性的鱼类褐菖鮋、大泷六线鱼、斑头鱼等摄食。三是有机碎屑被小型虾蟹类摄食,最终被星康吉鳗等底栖鱼类捕食。总之,枸杞岛近岸海域生态系统是一个初级生产力高的生态系统,大型海藻、浮游植物、底栖微藻和有机碎屑等是主要的能量来源,钩虾、麦秆虫和褐菖鮋是食物网中的关键种,能量在系统中流动的路径较短。