基于稳定同位素技术的智利外海茎柔鱼（Dosidicus gigas）摄食及洄游史研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41206124
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
24.0万
负责人：
李云凯
依托单位：
上海海洋大学
学科分类：
D0604.生物海洋学与海洋生物资源
结题年份：
2015
批准年份：
2012
项目状态：
已结题
起止时间：
2013-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
钱卫国；詹艳慧；陆化杰；贡艺；吕泽华；
关键词：
茎柔鱼洄游史稳定同位素内壳摄食生态

项目摘要

Stable isotopes are increasingly used in the study of trophic interactions of many aquatic animals and most recently cephalopods. As a pelagic cephalopod, jumbo squids (Dosidicus gigas) play a major role in the marine ecosystems of the southern Pacific, but knowledge of their feeding ecology is limited. As this species is thought to be highly migratory and to have ontogenic shifts in its diet, we expect strong variations in its isotopic carbon and nitrogen in its gladius which is considered to be a new tool to investigate long-term trophic ecology at both the population and individual levels. Gladius theory has been recently developed by combining stable isotope measurements and sequential sampling of hard tissues that remain inert after synthesis. The isotopic signature of gladius proved to be a powerful tool to depict high resolution and ontogenic variations in individual foraging strategies of squids, thus complementing traditional information offered by stomach content analysis and stable isotopes on metabolically active tissues. In this research, with the objectives of studying the feeding ecology of jumbo squid through its life span and figuring out the migratory strategy and environmental history of this species, the stable carbon and nitrogen isotopes of gladius profiles will be proposed. The variability in food habits of jumbo squids will also be investigated by the stomach content analyses of individuals sampled in the same area. These stomach analyses will represent a snapshot in animal's diet and contrast with life history reconstructions allowed by longitudinal investigations along the gladius. These results will be helpful for better understanding the life span of this strong economic and ecologically important species and the ecosystem-based management of this species in the future.

茎柔鱼是具有高度洄游性的中上层头足类，是生态系统中的关键物种，也是我国远洋鱿钓渔业的主要捕捞对象。2006年我国鱿钓船首次对该资源进行生产性探捕，对其资源分布、渔场形成和钓捕技术有了初步的了解，但其食性研究仍停留在胃含物组成分析上，而洄游生活史仅有垂直洄游和南北洄游等定性探讨，缺乏准确和有效的量化分析，这成为制约研究其渔场分布和资源状态的瓶颈。头足类内壳是一良好的信息载体，包含着复杂的生态信息，可望成为解决上述科学命题的关键技术。本申请利用智利外海茎柔鱼内壳中的碳、氮稳定同位素特征值，结合分析胃含物来定量研究其摄氏食性，通过内壳的连续生长纹切割，以及各生长纹断片稳定同位素特征值来判断茎柔鱼生活史中的食性转换，并探讨稳定同位素比值的变化同周边海洋环境的关系，重建其栖息环境，并推断其洄游史，从而基本掌握智利外海茎柔鱼重要的生活史过程，为合理开发、科学评估和管理该资源提供理论基础。

结项摘要

茎柔鱼为大洋性经济头足类，广泛分布在加利福尼亚半岛（30°N）至智利（30°S）的东太平洋海域，是具有高度洄游性的中上层头足类，也是我国远洋渔业重要捕捞对象之一，在东太平洋生态系统中具有重要的地位，。近年来，尽管生物学家对茎柔鱼的种群结构、年龄与生长等基础生物学等有了初步研究，但对其复杂的生活史过程，尤其是摄食生态学信息仍知之甚少。.本研究通过测量秘鲁和智利外海茎柔鱼内壳的形态学参数，结合胴长与体重数据，分析其形态学参数在茎柔鱼生长发育过程中的变化规律；对比了内壳不同结构的生长特点；利用其耳石进行年龄鉴定，建立内壳叶轴生长参数间的相关关系，并以此对内壳进行连续切割，测定连续切割片段的碳、氮稳定同位素比值，比较个体（群体）间营养生态位和内壳稳定同位素比值连续序列差异；探索了硬组织连续取样分析对茎柔鱼个体摄食习性和栖息地变化研究的可行性，并初步分析了其在生长发育过程中的食性转换和洄游习性。研究结果如下：.（1）耳石、角质颚和贝壳是头足类所具有的硬组织结构。相对于耳石和角质颚，内壳更易提取。通过测量茎柔鱼内壳的形态学参数，结合胴长和体重数据，分析了内壳尾锥和叶轴的长度与胴长和体重的相关关系，对比了内壳不同结构的生长规律。结果发现内壳尾锥和叶轴的长度与胴长和体重均具有显著相关关系，认为可利用内壳的形态学参数研究茎柔鱼的个体生长，但在利用尾锥长推算体重时需考虑年间差异。分析还发现叶轴的生长速率要高于尾锤和翼部，推测内壳各结构生长与其功能性差异有关，其不同结构的生长差异需结合其不同的生态学功能进行研究。.（2）内壳是由几丁质和蛋白质分子构成的稳定角质结构，该结构生长发育具有不可逆性且生长贯穿整个生活史过程，从而可以包含头足类生活史过程中的全部信息。本研究以秘鲁和智利外海茎柔鱼为研究对象，通过对茎柔鱼个体内壳生长纹片段进行连续切割，分析切割后各片段的C、N稳定同位素比值信息，探索群体间及同一群体内茎柔鱼个体生长发育过程中的食性转换和洄游习性。研究表明秘鲁和智利外海茎柔鱼夏秋生群在出生130 d后的生活史过程中存在食性转换和洄游活动，小、中型群食物源相似，且厄尔尼诺现象的发生会对茎柔鱼的摄食习性造成影响，表现为使其活动空间缩小，营养生态位降低。