螺類在淡水沼澤中的應(yīng)用

三江平原淡水沼澤的獨(dú)特水文條件和沼澤中豐富的動(dòng)植物為無脊椎動(dòng)物、鳥類和兩棲動(dòng)物提供了許多食物。腹足類食物組成主要包括沉積有機(jī)物、顆粒有機(jī)物、藻類和大型植物,食性與螺類的種類直接相關(guān)本研究采用穩(wěn)定同位素分析方法,以三江平原典型淡水沼澤為研究對(duì)象,研究沼澤中不同螺類的碳、氮穩(wěn)定同位素特征,揭示螺類的食物結(jié)構(gòu),旨在為研究淡水沼澤生物相互作用關(guān)系和食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)提供理論基礎(chǔ)。1材料和方法1.1樣品的采集和測(cè)定在中國(guó)科學(xué)院三江平原沼澤生態(tài)試驗(yàn)站(47°33′58″N~47°35′10″N,133°30′8″E~133°34′10″E)、洪河農(nóng)場(chǎng)三區(qū)(47°35′26″N~47°36′10″N,133°38′38″E~133°40′25″E)和洪河國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)(47°45′38″N~47°49′47″N,133°37′3″E~133°41′38″E)內(nèi),分別選擇了3處毛薹草沼澤(Carexlasiocarpa)作為采樣地。分別于2013年5月19~27日、10月15~20日和2014年7月16~25日,在每處采樣地中,分別采集了植物、螺類和懸浮顆粒有機(jī)物(particulateorganicmatter,POM)的樣品。在每處采樣地中,分別隨機(jī)采集了毛薹草沼澤中的毛薹草、漂筏薹草(Carexpseudocuraica)、狹葉甜茅(Glyceriaangustifolia)、睡菜(Menyanthestrifoliata)、燕子花(Irislaevigata)和扭枝泥炭蘚(Sphagnumcontortum)各10株,利用枝剪和鐵楸,分別采集植物的地上部分和地下部分樣品。將植物樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后,用去離子水清除樣品表面附著物,于60℃下烘干12h至恒質(zhì)量后,整體粉碎,充分混合,取出部分樣品,備測(cè)。在每處采樣地的毛薹草沼澤的水體中,利用采水器(DSC1000),于距水面0~20cm處,采集水樣。在各處采樣地,分別重復(fù)采集5個(gè)1.5L水樣。利用1500mL棕色塑料瓶,盛放采集到的水樣。在實(shí)驗(yàn)室中,利用預(yù)先在450℃下灼燒過的whatmanGF/C玻璃纖維濾膜,過濾水樣,得到水樣中懸浮顆粒有機(jī)物樣品濾膜,將其用錫箔紙包裹,置于密封袋中保存。利用濃度為1mol/L的鹽酸,處理懸浮顆粒有機(jī)物樣品濾膜,然后,用蒸餾水沖洗至中性,將其置于60℃烘箱中,烘干至恒質(zhì)量后,用研缽研磨成粉末,放入干燥器中保存,待進(jìn)一步分析測(cè)試。在每處采樣地的毛薹草沼澤的水體中,利用網(wǎng)孔為1mm的D型網(wǎng),隨機(jī)采集4網(wǎng)螺類樣品,每網(wǎng)拖動(dòng)距離為1m,將4網(wǎng)螺類樣品混合,裝入自封袋,帶回實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室中,在顯微鏡下,分離螺類樣品,參照《中國(guó)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物志:淡水軟體動(dòng)物》1.2食物相對(duì)比例的確定在中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所分析測(cè)試中心,測(cè)定所有樣品的根據(jù)消費(fèi)者與其食物來源之間穩(wěn)定同位素相近的原理,利用IsoSource軟件,分析螺類的食物來源組成特征。測(cè)定n種穩(wěn)定同位素,可以確定n+1種食物來源。當(dāng)只測(cè)定n種穩(wěn)定同位素,但需要確定大于n+1種食物來源時(shí),可以用更復(fù)雜的混合模型,如線性混合模型(IsoSource模型、Isoerro模型、Isoconc模型)和貝葉斯混合模型(Mixsir模型、SIRA模型、MixSIRA模型),來計(jì)算食物的相對(duì)比例。IsoSource軟件就是實(shí)現(xiàn)混合模型計(jì)算的常用分析工具。利用消費(fèi)者與食物之間的用于估算消費(fèi)者營(yíng)養(yǎng)級(jí)的簡(jiǎn)單的模型為:1.3數(shù)據(jù)分析方法利用Excel2010軟件,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。利用SPSS20.0軟件,進(jìn)行數(shù)據(jù)的單因素方差分析。利用Pearson相關(guān)系數(shù),對(duì)消費(fèi)者和初級(jí)生產(chǎn)者的穩(wěn)定同位素進(jìn)行分析。利用Origin9.1軟件,繪圖。2結(jié)果與分析2.16植物和水中的有機(jī)物質(zhì)圖1顯示,水體中顆粒有機(jī)物δ水體中顆粒有機(jī)物的δ單因素方差分析結(jié)果顯示,各采樣點(diǎn)水體中顆粒有機(jī)物的δ2.2例如，螺旋體在采集的螺類樣品中,共鑒定出7科12屬18種螺(表1)。由圖2可以看出,螺類δ2.3螺類的食物組成選取水體中顆粒有機(jī)物作為計(jì)算螺類營(yíng)養(yǎng)級(jí)的基線,不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的δ利用IsoSource模型,計(jì)算出各食物來源對(duì)螺類的相對(duì)貢獻(xiàn)。從表2可以看出,水體中顆粒有機(jī)物對(duì)螺類食物的貢獻(xiàn)率較大,平均貢獻(xiàn)率為31%。在所有初級(jí)生產(chǎn)者中,毛薹草對(duì)螺類食物貢獻(xiàn)率較小,平均貢獻(xiàn)率為8.24%。水體中顆粒有機(jī)物是白旋螺、葛式旋螺和無褶螺的主要食物來源,其食物貢獻(xiàn)率分別為75%~97%、60%~93%和73%~96%。在毛薹草沼澤中,分布廣泛的鳶尾類植物燕子花對(duì)小土窩、半球多脈扁螺和琥珀螺的食物貢獻(xiàn)率較大,分別為41%~76%、28%~70%和70%~88%。漂筏薹草、狹葉甜茅、毛薹草、睡菜和扭枝泥炭蘚對(duì)18種螺的食物貢獻(xiàn)率波動(dòng)較大。白旋螺、葛式旋螺和無褶螺的主要食物為水體中顆粒有機(jī)物和扭枝泥炭蘚。梯旋蘿卜螺、長(zhǎng)蘿卜螺和烏蘇里圓田螺的主要食物組成分別為水體中顆粒有機(jī)物、扭枝泥炭蘚、漂筏薹草和狹葉甜茅。卵蘿卜螺、離心旋螺和光亮隔扁螺主要取食毛薹草、睡菜和燕子花?？傮w上,扁螺屬和琥珀螺屬為植食性物種,食物多來源于植物;蘿卜螺屬食物組成多樣,既有水體中顆粒有機(jī)物也有植物,但是其中顆粒有機(jī)物和扭枝泥炭蘚所占比例較大;而旋螺屬中白旋螺和葛式旋螺主要以顆粒有機(jī)物為主要食物來源。3討論3.16動(dòng)物和浮游植物在植物的光合作用中,因其固定CO水體中顆粒有機(jī)物通常包括浮游動(dòng)物和浮游植物,是無脊椎動(dòng)物重要的食物來源。顆粒有機(jī)物主要來源為內(nèi)源性和外源性的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。在富營(yíng)養(yǎng)化水體中,顆粒有機(jī)物主要由浮游藻類構(gòu)成;在貧營(yíng)養(yǎng)化水體中,其來自于雨水輸送的