南極半島北部南極磷蝦年齡與生長(zhǎng)及秋冬季攝食研究.pdf

1、南極磷蝦（下以磷蝦）在南極海洋浮游生物中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，主要分布于南極大西洋扇區(qū)。該物種由于其數(shù)量大，豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及作為其它海洋生物主要攝食對(duì)象逐漸引起各國(guó)研究者的關(guān)注。眾所周知，對(duì)于任何一種生物的漁業(yè)或資源管理的研究均需要了解該生物的基本生物學(xué)信息，這通常包括其種群年齡結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)與攝食、自然死亡率及生長(zhǎng)速率等，其中物種的年齡結(jié)構(gòu)是評(píng)估漁業(yè)是否可持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)，也是種群動(dòng)態(tài)模型的重要參數(shù)。磷蝦鑒齡問(wèn)題一直成為研究者懸而未決的

2、科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題，最近基于眼柄的磷蝦鑒齡工作取得了突破性進(jìn)展，而基于福爾馬林保存的磷蝦樣本所獲取的眼柄鑒齡工作仍未得到有效解決。為此，本研究主要針對(duì)福爾馬林保存的磷蝦眼柄樣本對(duì)其年齡進(jìn)行鑒定，并開(kāi)展準(zhǔn)確性分析。此外，磷蝦食性研究也較為缺乏，該工作也備受各國(guó)研究者的關(guān)注。作為南大洋中初級(jí)生產(chǎn)者與次級(jí)消費(fèi)者的關(guān)鍵性樞紐，磷蝦是南極其它生物，如企鵝、海豹、鯨、海洋哺乳動(dòng)物以及魚類的主要攝食對(duì)象?？紤]到南極較長(zhǎng)的冬季，磷蝦如何度過(guò)漫長(zhǎng)的冬季，這也

3、是磷蝦研究的關(guān)鍵性問(wèn)題，而秋末冬初磷蝦的攝食問(wèn)題也成為解決該科學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵步驟。為此，本研究結(jié)合鑒齡結(jié)果，并利用脂肪酸標(biāo)記法與穩(wěn)定同位素兩種生物標(biāo)記法對(duì)該物種的攝食進(jìn)行了研究。
　　本研究主要采用2012年5-6月及2015年5-6月大型拖網(wǎng)漁船“開(kāi)利”輪調(diào)查收集的5％甲醛溶液浸泡的磷蝦樣本（共104尾，其中67尾雄性個(gè)體，21尾雌性個(gè)體，16尾不辨雌雄個(gè)體）以及2015年4-5月與2016年4-5月大型拖網(wǎng)漁船“龍達(dá)”、“龍騰”

4、及“明開(kāi)”輪收集的未采用任何試劑而直接冷凍保存的磷蝦樣本（共30尾，其中雄性個(gè)體13尾，雌性個(gè)體15尾，不易辨認(rèn)個(gè)體2尾）。通過(guò)Von Bertalanffy生長(zhǎng)方程(VBGF)分別確定體長(zhǎng)與生長(zhǎng)年輪的關(guān)系；通過(guò)線性回歸方程分析性成熟度與生長(zhǎng)年輪的相關(guān)性；分析磷蝦樣本以及不同區(qū)域磷蝦樣本年齡分布狀況；采用總吻合率（TC）、平均百分比誤差(APE)及變異系數(shù)(CV)三種計(jì)算方式評(píng)判不同讀者讀數(shù)的精確性，并利用 SPSS處理軟件分析了不同保

5、存方式的磷蝦年齡的差異性。
　　本研究基于上述2015年4-5月與2016年4-5月大型拖網(wǎng)漁船“龍達(dá)”、“龍騰”及“明開(kāi)”輪收集的30尾磷蝦樣本，采用脂肪酸標(biāo)記法對(duì)其食性進(jìn)行了研究。并進(jìn)一步對(duì)源于2015年4-5月以及2012年5-6月大型拖網(wǎng)漁船“開(kāi)利”輪調(diào)查收集的52尾磷蝦樣本，采用同位素標(biāo)記法對(duì)其進(jìn)行了食性研究。
　　通過(guò)上述研究，得到如下主要結(jié)論：
　　1）基于眼柄的鑒定
　?。?）判讀總吻合率（TC）

6、、變異系數(shù)（CV）及平均百分比誤差（APE）的平均值分別為64.43%，7.58%(<10%)，5.30%。
　?。?）不同區(qū)域磷蝦樣本優(yōu)勢(shì)年齡組不同，對(duì)于南設(shè)得蘭群島水域外側(cè)，包括3，4，5齡磷蝦樣本，其中4齡為該區(qū)域磷蝦的優(yōu)勢(shì)年齡組，占該區(qū)域總個(gè)體數(shù)的70.37%；3齡與5齡個(gè)體較少，分別占16.67%，12.96%。布蘭斯菲爾德海峽磷蝦個(gè)體年齡跨度較大，為2，3，4，5齡，3齡個(gè)體占優(yōu)勢(shì)，為51.43%，2齡個(gè)體較少，僅占總

7、個(gè)體蝦的10.67%。
　　（3）體長(zhǎng)范圍為29.56~58.89 mm(46.73mm+6.83)，與生長(zhǎng)年輪呈現(xiàn)很強(qiáng)的相關(guān)性，生長(zhǎng)曲線方程為L(zhǎng)t=64.57*(1-e-0.38*(t-0.16))。
　?。?）雄性個(gè)體性成熟度與其年輪具有較強(qiáng)的線性相關(guān)性，同樣雌性個(gè)體性成熟度與其相關(guān)性也較強(qiáng)。
　?。?）不同保存方式（直接冷凍保存和5%甲醛溶液浸泡）的磷蝦個(gè)體年齡無(wú)顯著性差異。
　　2）基于脂肪酸分析的磷蝦食

8、性
　?。?）磷蝦體內(nèi)主要脂肪酸為26種，其中C16:0，C14:0，C18:1n9c，C16:1n7，C20:5n3， C22:6n3是其含量較高的6種主要脂肪酸，分別占總脂肪酸含量的21.84%+3.22，8.65%+2.16，10.18%+3.18，4.48%+1.49，18.60%+6.34和14.29%+4.13 mg·g-1。C16:0含量最高，其次為C20:5n3，C22:6n3，且C20:1與C22:1分別占總脂肪

9、酸的1.03%+0.33，0.95%+0.40以及ΣPUFA/ΣSFA結(jié)果均說(shuō)明，磷蝦個(gè)體會(huì)攝取橈足類，且具有一定的肉食性。但磷蝦體長(zhǎng)與C20:1和C22:1n9分別呈現(xiàn)較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性，與C22:6n3呈現(xiàn)正相關(guān)系，進(jìn)一步說(shuō)明，即使在浮游藻類數(shù)量減少的秋冬季，磷蝦個(gè)體攝食模式有可能不會(huì)轉(zhuǎn)為攝取大量的異養(yǎng)型高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，如橈足類，而有可能攝取量較少或攝取營(yíng)養(yǎng)級(jí)稍低的異養(yǎng)鞭毛蟲等。
　?。?）奇數(shù)碳的Σ15+Σ17脂肪酸在本研究中包括

10、 C17:0，C15:1n5及 C17:1n7，3種脂肪酸約占總脂肪酸的1.28%，說(shuō)明浮游細(xì)菌也是該區(qū)域秋冬季磷蝦的攝食對(duì)象。
　?。?）不同年齡（2-5齡）下，磷蝦個(gè)體體內(nèi)均含有較高的C14:0，C16:0，C16:1n7， C18:1n9c， C20:5n3，C22:6n3脂肪酸，但含量變化趨勢(shì)有所不同。
　　3）基于穩(wěn)定同位素分析的磷蝦食性:磷蝦δ13C和δ15N范圍分別為-30.0‰~-22.4‰（平均為26.3‰

11、+1.66），3.1‰~5.6‰（4.6‰+0.62）。南設(shè)得蘭群島外側(cè)水域和布蘭斯菲爾德海峽兩區(qū)域磷蝦的δ13C、δ15N均與體長(zhǎng)無(wú)顯著相關(guān)性。4-5月，磷蝦整體δ13C平均值呈現(xiàn)急速上升趨勢(shì)，而5-6月呈緩慢下降趨勢(shì)；4-6月份整體δ15N平均值無(wú)顯著差異，且呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。南設(shè)得蘭群島外側(cè)水域整體δ13C、δ15N平均值均高于布蘭斯菲爾德海峽。
　　本研究是國(guó)際上首次利用福爾馬林保存的磷蝦眼柄，通過(guò)最新甲殼類動(dòng)物鑒齡技術(shù)

12、——眼柄組織切片，經(jīng)過(guò)眼柄的切取、浸泡、包埋、打磨、鏡下觀察及讀取輪紋等實(shí)驗(yàn)步驟，最終得到物種年輪與生長(zhǎng)的關(guān)系，并判讀結(jié)果的精確性。同時(shí)，與傳統(tǒng)鑒齡方法作比較，進(jìn)一步說(shuō)明眼柄組織切片技術(shù)是一種更準(zhǔn)確、直接的鑒齡手段。該工作得到了領(lǐng)域內(nèi)科學(xué)家的高度認(rèn)可和評(píng)價(jià)。本研究結(jié)果為合理開(kāi)發(fā)與有效評(píng)估磷蝦資源量提供了重要科學(xué)依據(jù)，并有利于該物種聲學(xué)評(píng)估研究。
　　磷蝦是南大洋中其他動(dòng)物的主要餌料，占有重要地位。脂類含量提供了有關(guān)生物攝食、發(fā)育、