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人工鱼礁构建有利于养护渔业资源和保护生态环境,近几年在中国沿海建设规模不断扩大。人工鱼礁构建会改变原有生态环境和生物资源,并对当地食物网结构和功能造成影响。本文利用碳氮稳定同位素法和脂肪酸分析法探究南澳柘林湾海洋牧场不同功能区食物网结构,并对人工鱼礁构建对生态系统造成的影响进行简要分析。同时,为进一步研究人工鱼礁区食物网结构,对防城港人工鱼礁区礁体附着物以及周边游泳生物和底栖生物进行采样调查,利用SIBER和MixSIAR对生物稳定同位素数据进行分析,探究人工鱼礁食物网结构及礁体附着物对周边生物的食物贡献率。主要研究成果如下: 1.利用稳定同位素数据对南澳柘林湾海洋牧场不同功能区食物网结构进行对比。由SIBER分析结果可知,人工鱼礁区食物网结构较其他功能区复杂,生态系统稳定性相对较高;贝类增殖区生物生态空间利用率较低,营养分布较集中;海藻增殖区营养冗余程度较高,但由于区域内物种数量较少,因而生态系统稳定性较人工鱼礁区低。结果表明,南澳柘林湾海洋牧场不同功能区食物网结构存在差异,而人工鱼礁建设有助于提高区域内物种和生境多样性,使食物网结构趋于复杂。 2.利用脂肪酸分析法对南澳柘林湾海洋牧场不同功能区生物营养水平和食性特征进行研究。由脂肪酸对比结果可知,肉食性生物脂肪酸中DHA和EPA含量较高,杂食性生物脂肪酸中16∶1ω7含量较高,草食性生物脂肪酸中16∶0含量较高。不同功能区生物脂肪酸对比结果显示,人工鱼礁区肉食性消费者DHA/EPA比值(营养级)较高,贝类增殖区消费者脂肪酸中18∶3ω3含量较高,海藻增殖区消费者脂肪酸中16∶1ω7和EPA含量较高。人工鱼礁区和贝类增殖区食物源中浮游生物占主要地位,海藻增殖区食物源中藻类占主要地位。通过对海洋牧场不同功能区生物脂肪酸特征进行分析,表明脂肪酸组成不仅能够反映生物营养水平和食性特征,而且能够反映生物对当地资源的利用情况。 3.利用稳定同位素数据对防城港人工鱼礁区不同季节食物网结构进行对比分析。由SIBER分析结果可知,不同种类和不同食性的生物所处营养水平不同,其中人工鱼礁礁体附着物整体营养水平较低。不同食性生物营养水平和生态空间利用程度对比中,肉食性生物营养水平高于杂食性和草食性,草食性生物生态空间利用程度高于杂食性和肉食性。在营养冗余程度方面,人工鱼礁区营养冗余程度从夏季到冬季逐渐降低。相较于柘林湾海洋牧场人工鱼礁区研究结果,本研究加入礁体附着物进行分析,由于附着物营养冗余程度较低,故而造成防城港人工鱼礁区各季节营养冗余程度均低于柘林湾。 4.人工鱼礁建设增加区域内物种多样性,同时也为高营养级消费者提供更多饵料来源。由MixSIAR分析附着物对消费者食物贡献率可知,不同水层鱼类摄食饵料组成受其所处水层影响,同时不同摄食习性会影响生物摄食饵料组成比例,若某种饵料贡献率越高,则表明生物和饵料之间摄食关系越明显。利用稳定同位素法研究消费者饵料组成时,应先参照胃含物分析结果,确定消费者与饵料之间是否存在摄食关系,以便于分析各组分饵料的食物贡献率。 5.利用MixSIAR分析附着物对口虾蛄类和二长棘鲷食物贡献率,结果表明,附着物对口虾蛄类各季节食物贡献率为58.9%、62.7%和55.9%,附着物对二长棘鲷各季节食物贡献率为41.2%、78.7%和65.4%,附着物食物贡献率最高的季节均为秋季。人工鱼礁区因投放鱼礁而存在大量附着物,可为更多生物提供饵料来源,发挥自身饵料效应,而消费者生物在摄食附着物过程中利用附着物的能量,提高了人工鱼礁区整体产出水平。考虑到生物摄食习性和食物网结构的复杂性,因而在对人工鱼礁区饵料效应进行分析时,还需借助模型对区域内能量流动情况进行说明。