王媛,徐東坡,王小林,沈振華,徐跑

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 漁業(yè)學(xué)院，江蘇 無錫 214081；2.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心 農(nóng)業(yè)部長江下游漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，江蘇 無錫 214081；3. 江蘇省太湖漁業(yè)管理委員會(huì)辦公室，江蘇 蘇州 215168)

基于碳氮穩(wěn)定同位素技術(shù)探究太湖北部湖區(qū)鰱、鳙食性差異

王媛1,徐東坡2,王小林3,沈振華3,徐跑2

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 漁業(yè)學(xué)院，江蘇 無錫 214081；2.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心 農(nóng)業(yè)部長江下游漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，江蘇 無錫 214081；3. 江蘇省太湖漁業(yè)管理委員會(huì)辦公室，江蘇 蘇州 215168)

為探究太湖北部湖區(qū)4個(gè)不同水域鰱Hypophthalmichthysmolitrix、鳙Aristichthysnobilis食性的差異，運(yùn)用碳氮穩(wěn)定同位素技術(shù)對太湖竺山湖、月亮灣、三國城和烏龜山水域的鰱、鳙、懸浮顆粒有機(jī)物(SPM)和水華藍(lán)藻的δ13C和δ15N值進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明：各個(gè)湖區(qū)SPM與水華藍(lán)藻的δ13C差值為0.1‰～1.5‰，δ15N差值為0.3‰～1.6‰，單因素方差分析表明，SPM與水華藍(lán)藻的δ13C和δ15N值均無顯著性差異(P>0.05)，說明SPM主要組分是水華藍(lán)藻；水華藍(lán)藻的δ15N值為12.8‰～15.8‰，均高于污染較小水域浮游植物的δ15N值(2‰～8‰)，說明這4個(gè)水域氮源污染仍比較嚴(yán)重；鰱、鳙的食性在4個(gè)水域內(nèi)有一定的差異，除烏龜山水域鰱、鳙營養(yǎng)級有顯著性差異(P<0.05)外，其他水域鰱、鳙的營養(yǎng)級均無顯著性差異(P>0.05)。研究表明，竺山湖、月亮灣、三國城3個(gè)水域鰱、鳙在水華藍(lán)藻爆發(fā)高峰期食物組成相似，攝食以水華藍(lán)藻為主；月亮灣水域鰱、鳙的營養(yǎng)級均高于其他3個(gè)水域，可能是由于該水域的鰱、鳙在攝食藍(lán)藻的同時(shí)，也攝食了少量的浮游動(dòng)物，但對于其具體食物組成仍需要進(jìn)一步研究。本研究結(jié)果能幫助揭示太湖北部不同水域鰱、鳙的主要食物來源為懸浮顆粒有機(jī)物，并分析懸浮顆粒有機(jī)物的主要來源為水華藍(lán)藻，進(jìn)而能夠?yàn)槔闽枴Ⅶ卦搴退Y源的可持續(xù)利用提供一定的理論依據(jù)。

太湖；鰱；鳙；懸浮顆粒有機(jī)物；水華藍(lán)藻

據(jù)中國水利部門統(tǒng)計(jì)，2014年監(jiān)測的120個(gè)開發(fā)利用程度較高、面積較大的湖泊中，水質(zhì)滿足Ⅰ～Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的只有39個(gè)，僅占32.5%。調(diào)查表明，生活污水、農(nóng)業(yè)污水和工業(yè)污水排放入湖泊后，在光照和高溫的作用下污水中含有的氮、磷發(fā)生生化反應(yīng)，形成水華藍(lán)藻，導(dǎo)致湖泊富營養(yǎng)化頻頻發(fā)生。而在富營養(yǎng)化湖泊中放流適量濾食性魚類(主要為鰱Hypophthalmichthysmolitrix、鳙Aristichthysnobilis)能夠直接控制浮游植物的數(shù)量并對水華起到一定的治理作用[1-3]。通過腸道內(nèi)含物鏡檢的方法對鰱、鳙食性進(jìn)行調(diào)查研究，倪達(dá)書等[4]認(rèn)為，鰱主要攝食浮游植物，而鳙主要攝食浮游動(dòng)物，但劉恩生等[5]認(rèn)為，在以水華藍(lán)藻為主要初級生產(chǎn)力的富營養(yǎng)化湖泊中，鰱、鳙的食性會(huì)根據(jù)環(huán)境的變化而發(fā)生改變，它們均以微囊藻為主要食物。但是，腸道內(nèi)含物只能反映短期內(nèi)鰱、鳙的食物組成，不能解釋鰱、鳙的長期攝食情況，而穩(wěn)定同位素技術(shù)能準(zhǔn)確地研究捕食者的食物來源，并且可以避免腸道內(nèi)含物為魚類難以消化或者不能消化的可能性所帶來的影響[6-8]。近些年來，國內(nèi)外已有許多學(xué)者[9-10]利用穩(wěn)定同位素技術(shù)證明，水中懸浮顆粒有機(jī)物不僅可作為魚類的食物源，其碳氮穩(wěn)定同位素值也可作為評定污染來源的重要指標(biāo)。水華藍(lán)藻是指浮游植物中以藍(lán)藻為優(yōu)勢種形成的水華，主要包括群體生長的微囊藻Microcystis，以及絲狀體的魚腥藻Anabaena、 束絲藻Aphanizomenon、顫藻Oscillatoria等。而懸浮顆粒有機(jī)物(Suspended particulate organic matter，簡稱SPM)是水域生態(tài)系統(tǒng)中許多消費(fèi)者主要的食物來源[11]，大多由內(nèi)源有機(jī)物(如浮游植物等)和外源有機(jī)物(如陸生植物碎屑等)組成。對水中懸浮顆粒有機(jī)物的δ13C和δ15N值進(jìn)行分析，能夠有效分析出水體營養(yǎng)狀況和有機(jī)質(zhì)的物源等問題。郭凱等[10]通過對白石水庫水質(zhì)、顆粒有機(jī)物中δ13C和δ15N值的空間分布特征進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，浮游生物是水中有機(jī)質(zhì)的主要來源。Xia等[12]發(fā)現(xiàn)，利用穩(wěn)定碳氮同位素技術(shù)對不同比例的草魚、鰱混養(yǎng)5個(gè)月后，懸浮顆粒有機(jī)物對鰱生長所提供的食物來源貢獻(xiàn)最大，均高達(dá)60%以上。

太湖(30°55′42″N～31°33′50″N、 119°53′45″E～120°36′15″E)，是中國典型的大型淺水富營養(yǎng)湖泊[13]。全湖面積為2338 km2，平均水深為1.9 m。自20世紀(jì)80年代末藍(lán)藻開始爆發(fā)以后，太湖水體富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，尤其是北部湖區(qū)水質(zhì)逐漸惡化，每年夏秋季均會(huì)爆發(fā)大范圍水華，對當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)、生活造成了較大影響。本研究中，運(yùn)用穩(wěn)定碳氮同位素技術(shù)對太湖4個(gè)水域(竺山湖、月亮灣、三國城和烏龜山)的鰱、鳙、懸浮顆粒有機(jī)物、水華藍(lán)藻的δ13C和δ15N值進(jìn)行分析，比較了鰱、鳙食性的空間差異，進(jìn)而探究懸浮顆粒有機(jī)物的主要來源，以期為利用鰱、鳙控制水華藍(lán)藻及實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)化利用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料及方法

1.1調(diào)查區(qū)域

太湖漁業(yè)管理委員會(huì)于2015年選取了竺山湖、月亮灣、三國城和烏龜山4個(gè)典型水域作為藍(lán)藻治理區(qū)域，在抑藻區(qū)內(nèi)投放了大量的鰱、鳙，并將其控制在網(wǎng)箱或網(wǎng)圍內(nèi)生長。本研究中，選取這4個(gè)典型水域樣品進(jìn)行分析(圖1)。

圖1 太湖采樣點(diǎn)分布圖Fig.1 Distribution of sampling sites in Taihu Lake

1.2方法

1.2.1 樣品采集 2015年9月，分別在竺山湖、月亮灣、三國城和烏龜山的抑藻放流區(qū)，進(jìn)行水樣、懸浮顆粒有機(jī)物、水華藍(lán)藻、鰱、鳙樣品的采集。每個(gè)采樣區(qū)域內(nèi)布設(shè)3個(gè)采樣點(diǎn)，作為重復(fù)?，F(xiàn)場水樣使用DSC5000采水器采集，在每個(gè)采樣點(diǎn)采集水面下0.5 m處的水樣，水樣采集后，用預(yù)先在450 ℃馬弗爐中灼燒4 h的玻璃纖維濾膜GF/C過濾，收集懸浮顆粒有機(jī)物質(zhì)(過濾體積視SPM濃度而定)。水華藍(lán)藻利用25#浮游植物網(wǎng)采集，均從水下至水表垂直拖網(wǎng)采樣，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后靜置4 h，漂在水面的為水華藍(lán)藻，得到水華藍(lán)藻后與SPM處理方法相同。濾食性魚類鰱、鳙體長范圍分別為102.9～170.9 mm、82.1～175.2 mm，每個(gè)采樣水域鰱、鳙各取9尾，盡量選取體長相近的魚類，利用魚籪或絲網(wǎng)等工具采集，然后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理。

1.2.2 樣品處理 SPM和水華藍(lán)藻用真空抽濾泵收集至玻璃纖維濾膜后，濾膜立即用離心管裝好放在自封袋中，編號(hào)后置于冰箱(-20 ℃)中冷凍保存，每個(gè)樣品單獨(dú)保存。在實(shí)驗(yàn)室，將解凍的濾膜分成兩份，一份用1 mol/L的稀鹽酸處理以去除無機(jī)碳的干擾，另一份不酸化處理，將樣品放入烘箱(60 ℃)中烘干至恒重，磨粉過100目篩，干燥保存。將所采集的魚類樣本測量體長、體質(zhì)量等基本數(shù)據(jù)后，解剖取其背部白肌，置于冰箱(-20 ℃)中冷凍保存，測定前烘干至恒重，磨粉并干燥保存，其中相近體長的鰱、鳙作為一個(gè)樣本，以減少誤差，每個(gè)區(qū)域最終取3個(gè)鰱、鳙粉末樣本。所有樣品的穩(wěn)定同位素δ13C和δ15N值均在國家海洋局第三海洋研究所測定，儀器由同位素比率質(zhì)譜儀(Delta V advantage) 與元素分析儀(Flash EA 1112 HT) 耦合而成。碳氮穩(wěn)定性同位素測定分別采用國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)美洲箭石VPDB(Vienna Pee Dee Belemnite)和標(biāo)準(zhǔn)大氣氮的同位素豐度作參考。測定所用標(biāo)準(zhǔn)品為乙酰苯胺，每個(gè)樣品測定3個(gè)平行樣，為保持試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和儀器的穩(wěn)定性，每12個(gè)樣品插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品。分析結(jié)果表示為δ13C和δ15N[14-15]，計(jì)算公式為

δX=(Rsample-Rstandard)/Rstandard×1000‰。

其中:X為13C或15N；R為13C/12C或15N/14N；Rsample為樣品的重輕同位素之比；Rstandard為國際通用標(biāo)準(zhǔn)物的重輕同位素之比；測量精度δ13C≤0.2‰，δ15N≤0.3‰。Post[15]證明，消費(fèi)者相對其食物δ15N穩(wěn)定的富集作用可以用于評價(jià)生物的營養(yǎng)級位置，營養(yǎng)級(TL)計(jì)算公式為

TL=(δ15Nconsumer-δ15Nbaseline)/Δδ15N+λ。

其中：δ15Nconsumer為漁獲生物氮穩(wěn)定同位素比值；δ15Nbaseline為基準(zhǔn)生物氮穩(wěn)定同位素平均比值；本研究中取各水域內(nèi)藻類的δ15N值作為基準(zhǔn)值，Δδ15N為一個(gè)營養(yǎng)級的氮富集度，平均值為 3.4‰；λ為基準(zhǔn)生物的營養(yǎng)級，本研究中取藻類作為基準(zhǔn)物，故取值為1。

利用單因素方差分析方法分別對同種生物的δ13C和δ15N值進(jìn)行空間差異性分析，鰱、鳙、SPM和水華藍(lán)藻的δ13C和δ15N分別單獨(dú)作為因子，以各水域逐一作為因變量，分析同種生物的δ13C和δ15N值的空間差異；利用單因素方差分析方法分析不同生物的δ13C和δ15N值差異，以各水域作為因子，以不同生物作為因變量，分析不同生物同位素值的差異；利用單因素方差分析方法，以鰱、鳙作為因子，以營養(yǎng)級位置作為因變量，分析各水域內(nèi)鰱、鳙營養(yǎng)級差異。

1.3數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel 2010和IBM SPSS Statistic 20 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，運(yùn)用Origin Pro 9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1樣品酸化處理前后差異對比

單因素方差分析結(jié)果表明，水華藍(lán)藻和SPM進(jìn)行酸化和不酸化處理，δ13C和δ15N值均無顯著性差異(P>0.05)(表1)。

表1 樣品酸化與否δ13C和δ15N值差異性比較Tab.1 Comparison of δ13C and δ15N values before and after acidification

2.2鰱、鳙、SPM及水華藍(lán)藻δ13C、δ15N的空間分布特征

從圖2可見：SPM和水華藍(lán)藻的δ15N的最高平均值均出現(xiàn)在竺山湖，分別為(15.5±0.6)‰和(15.8±0.2)‰，最低平均值均出現(xiàn)在烏龜山，分別為(12.2±0.5)‰和(12.8±0.5)‰；SPM的δ13C的最高平均值出現(xiàn)在月亮灣，為(-22.3±0.3)‰，水華藍(lán)藻的δ13C的最高平均值出現(xiàn)在烏龜山，為(-21.5±0.6)‰，二者的最低平均值均出現(xiàn)在竺山湖，分別為(-28.5±0.4)‰和(-27.0±0.3)‰。

鰱、鳙的δ15N的最低平均值均出現(xiàn)在烏龜山，分別為(16.0±0.2)‰和(14.3±0.7)‰；鰱、鳙的δ13C的最低平均值均出現(xiàn)在竺山湖，分別為(-25.3±0.2)‰和(-24.8±0.2)‰。鰱的δ15N的最高平均值出現(xiàn)在三國城，為(18.1±0.1)‰，鳙的δ15N的最高平均值出現(xiàn)在竺山湖，為(18.1±0.5)‰；鰱、鳙的δ13C的最高平均值均出現(xiàn)在月亮灣，分別為(-20.7±0.1)‰和(-20.6±0.3)‰。單因素方差分析表明，除烏龜山鰱、鳙的δ15N值有顯著性差異外(P<0.05)，各水域內(nèi)鰱、鳙的δ13C、δ15N值均無顯著性差異(P>0.05)。分析表明，鰱、鳙的δ15N值較其食物來源相差值為2.0‰～4.6‰，δ13C值幾乎是隨SPM及水華藍(lán)藻的變化而變化。

注：■鰱；●鳙；▲懸浮顆粒有機(jī)物；▼水華藍(lán)藻(實(shí)心表示δ15N值，空心表示δ13C值)Note：■silver carp；●bighead carp；▲SPM；▼Cyanobacteria bloom (Solid symbols indicate the value of δ15N while open ones indicate that of δ13C)圖2 不同生物δ15N、δ13C值的區(qū)間差異Fig.2 Differences in δ15N and δ13C values of different organisms in northern part of Taihu Lake

2.3鰱、鳙的營養(yǎng)級位置

以各水域水華藍(lán)藻的δ15N平均值為基準(zhǔn)值，營養(yǎng)級間富集因子為3.4‰條件下，計(jì)算各水域內(nèi)鰱、鳙所在營養(yǎng)級位置，結(jié)果見表2。單因素方差分析表明，在竺山湖、月亮灣、三國城水域，鰱、鳙的營養(yǎng)級無顯著性差異(P>0.05)，烏龜山水域內(nèi)鰱、鳙營養(yǎng)級位置有顯著性差異(P<0.05)。

3 討論

3.1樣品酸化處理前后差異

有研究表明，即使較小的無機(jī)碳含量(小于有機(jī)質(zhì)總碳的5%)，就有可能引起 δ13C比值1‰的增加[16]。劉瑀等[17]通過酸化對比試驗(yàn)表明，酸化處理導(dǎo)致懸浮顆粒有機(jī)物、浮游植物的δ13C值降低，而Bunn等[18]利用0.1 mol/L HCl處理并沒有引起對蝦和海草樣品δ13C值的顯著變化，但δ15N比值卻發(fā)生了一些變化。本研究表明，酸化前后樣品的δ13C和δ15N值均無顯著性差異(P>0.05)(表1)，說明研究水域無機(jī)碳酸鹽物質(zhì)含量較低。徐濤等[19]研究表明，水華藍(lán)藻尤其是其中的銅綠微囊藻，在無機(jī)碳含量相對較低的水體中適應(yīng)力極強(qiáng)，并逐漸成為優(yōu)勢種，這與本試驗(yàn)結(jié)果相一致。McClelland 等[20]認(rèn)為，在人為污染較小的水域中，浮游植物的δ15N值為2‰～8‰，而在污染比較嚴(yán)重的水域中，δ15N值高達(dá)10‰～20‰。太湖北部湖區(qū)毗鄰無錫、常州市，有多條入湖河流，其承載著大量的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市污水，有機(jī)物污染嚴(yán)重，所測定出的SPM和水華藍(lán)藻的δ15N值也均在10‰以上，與McClelland等[20]的研究結(jié)論相一致。

表2 鰱、鳙營養(yǎng)級位置及差異Tab.2 Trophic levels and differences in silver carp and bighead carp

3.2不同水域間鰱、鳙食性差異

Wedchaparn等[21]和Zhou等[22]提出，在淺水富營養(yǎng)化湖泊中，水中的浮游生物及其懸浮顆粒有機(jī)物是鰱、鳙主要的食物來源。由于不同來源的有機(jī)物通常具有不同的同位素組成，且δ13C值在消費(fèi)者消化吸收的過程中分餾值較小(1‰～2‰)，δ15N值為3‰～5‰[23]，一般情況下，以δ13C值追溯消費(fèi)者(或污染物)的食物來源，以δ15N值判定生物所在的營養(yǎng)級。本研究中，由于在調(diào)查期間水華藍(lán)藻爆發(fā)嚴(yán)重，浮游動(dòng)物生物量極少，所采集量不足以構(gòu)成一個(gè)樣本，故未對浮游動(dòng)物的碳氮穩(wěn)定同位素進(jìn)行分析。

有研究表明[24-25]，魚類的δ13C值主要與其所在生境和餌料生物的變化有關(guān)，由于棲息地環(huán)境不同，王曉玲等[26]發(fā)現(xiàn)，紅鰭原鲌?jiān)诟邼舛人{(lán)藻環(huán)境下，會(huì)偏向攝食較大個(gè)體的動(dòng)物性餌料，從而具有不同于其他低濃度藍(lán)藻區(qū)域的δ13C值。本研究中，觀察并分析采樣水域鰱、鳙及其SPM的δ13C、δ15N值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鰱、鳙與SPM的δ13C值相差不到2‰，δ15N值相差3‰～5‰，說明SPM是鰱、鳙的主要食物來源[23]。分析同區(qū)域采集到的SPM和水華藍(lán)藻的δ13C值，差異極小，這與謝平[27]和楊建雷等[28]的試驗(yàn)結(jié)果一致，說明SPM的主要來源是水中的浮游植物(在太湖主要是水華藍(lán)藻)和少量有機(jī)碎屑。但部分水域水華藍(lán)藻的δ13C和δ15N值卻高于SPM，這是由于大量混合湖水經(jīng)25#浮游生物網(wǎng)富集后所采集到的水華藍(lán)藻夾雜著一些難以去除的微小有機(jī)碎屑，從而提高了其δ13C和δ15N值。光學(xué)顯微鏡下進(jìn)一步觀察收集的水華藍(lán)藻，發(fā)現(xiàn)微囊藻占90%以上，進(jìn)一步證明夏季藍(lán)藻爆發(fā)期間微囊藻是鰱、鳙的主要食物碳源。對4個(gè)區(qū)域SPM的δ13C和δ15N值進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果表明，除月亮灣與烏龜山SPM的δ13C值無顯著性差異外，其他區(qū)域間SPM的δ13C值均呈現(xiàn)極顯著性差異(P<0.01)；除月亮灣與三國城SPM的δ15N值無顯著性差異外，其他各區(qū)域間有顯著性差異(P<0.05)。單因素方差分析表明，不同區(qū)域間鰱的δ13C值有極顯著性差異(P<0.01)；除月亮灣與三國城鳙的δ13C值無顯著性差異外，各區(qū)域間δ13C值有極顯著性差異(P<0.01)。這與SPM分析結(jié)果幾乎相一致，表明4個(gè)區(qū)域間鰱、鳙的食物碳源有顯著性差異(P<0.05)，但其具體的碳源組成差異還需要進(jìn)一步研究。

3.3鰱、鳙營養(yǎng)級位置差異

岸邊陸源污染物(富含N的農(nóng)業(yè)污水和生活廢水)排入湖泊中亦能夠影響顆粒有機(jī)物(包含藻類)等初級食物源的δ15N值，魚類等消費(fèi)者體內(nèi)的δ15N值能夠通過捕食關(guān)系而受到影響[29]。烏龜山SPM、鰱和鳙的δ15N值均極顯著低于其他3個(gè)區(qū)域(P<0.01)，因食物源同位素組成與消費(fèi)者同位素組成息息相關(guān)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，太湖受海陸氣溫差異影響，夏季盛行東南風(fēng)，太湖北部湖區(qū)受人為干擾較為嚴(yán)重，污染物容易累積在湖灣內(nèi)，形成大面積藍(lán)藻水華。但烏龜山水域(湖灣外)較其他幾個(gè)湖區(qū)更利于污染物的擴(kuò)散[30]，說明竺山湖、月亮灣、三國城較烏龜山水域氮源污染更為嚴(yán)重。單因素方差分析表明，竺山湖、月亮灣、三國城各水域內(nèi)鰱、鳙的營養(yǎng)級差異不明顯(P>0.05)，表明其營養(yǎng)生態(tài)位差異不大；鰱、鳙個(gè)體大小會(huì)影響δ15N值大小[31]，烏龜山水域鰱、鳙差異顯著(P<0.05)，但均為1～2，因采樣條件及頻率的限制，采樣時(shí)鰱體長比鳙大[體長平均值鰱為(113.3±10.1) mm，鳙為(101.0±3.6) mm]，導(dǎo)致鰱的δ15N值高于鳙。竺山湖、三國城、烏龜山水域的鰱、鳙營養(yǎng)級位置均為1～2，說明在夏季藍(lán)藻爆發(fā)期間，這3個(gè)水域內(nèi)鰱、鳙主要攝食水華藍(lán)藻，且可能選擇性地?cái)z食了一些低δ15N值的藻類；月亮灣水域的鰱、鳙營養(yǎng)級大于2，未達(dá)到3，說明在攝食水華藍(lán)藻的同時(shí)可能也攝食了少量浮游動(dòng)物。

4 結(jié)語

本研究中通過分析太湖北部采樣水域鰱、鳙、水華藍(lán)藻及SPM的δ13C、δ15N值，結(jié)果表明，酸化與否對樣品δ13C、δ15N值影響不顯著，說明水中無機(jī)碳物質(zhì)含量低，影響不大。各個(gè)水域中鰱、鳙與SPM的δ13C值相近，δ15N值相差3‰～5‰，說明其主要食物源是SPM，又因SPM主要由水華藍(lán)藻組成，且各區(qū)域內(nèi)鰱、鳙營養(yǎng)級差異不明顯，說明藍(lán)藻爆發(fā)高峰期間，鰱、鳙主要攝食水華藍(lán)藻。烏龜山水域鰱、鳙、SPM、水華藍(lán)藻的δ15N值較其他3個(gè)水域偏低，說明這3個(gè)水域氮源污染較烏龜山水域更為嚴(yán)重。此外，4個(gè)水域間鰱、鳙的食物碳源有顯著性差異，月亮灣水域鰱、鳙的營養(yǎng)級均高于其他3個(gè)水域，可能是由于此水域的鰱、鳙在攝食藍(lán)藻的同時(shí)也攝食了一些浮游動(dòng)物，但關(guān)于鰱、鳙具體的食物碳源組成需要進(jìn)一步研究。鑒于上述分析，作者認(rèn)為，一方面對太湖北部湖區(qū)周邊城市所排放的污染物進(jìn)行控制勢在必行；另一方面，太湖水華藍(lán)藻的消除涉及水體中多個(gè)因素，對藻類消除機(jī)制需要更深入地探究。

致謝：感謝江蘇省太湖漁業(yè)管理委員會(huì)辦公室漁政大隊(duì)的同志在采樣過程中的協(xié)助，感謝南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和上海海洋大學(xué)2015級研究生同學(xué)在樣品處理過程中的幫助！

[1] Xie Ping,Liu Jinkang.Practical success of biomanipulation using filter-feeding fish to control cyanobacteria blooms:a synthesis of decades of research and application in a subtropical hypereutrophic lake[J].The Scientific World Journal,2001,1:337-356.

[2] Guo Longgen,Ke Zhixin,Xie Ping,et al.Use of silver and bighead carps to control cyanobaceria blooms:a case study[C]//Proceedings of 2007 International Long Term Ecological Research.Chinese Ecosystem Research Network,2007.

[3] 劉建康,謝平.揭開武漢東湖藍(lán)藻水華消失之謎[J].長江流域資源與環(huán)境,1999,8(3):312-319.

[4] 倪達(dá)書,蔣燮治.花鰱和白鰱的食料問題[J].動(dòng)物學(xué)報(bào),1954,6(1):59-71.

[5] 劉恩生,鮑傳和,曹萍,等.太湖鰱、鳙的食物組成及漁獲量變化原因分析[J].水利漁業(yè),2007,27(4):72-74.

[6] 梁越,肖化云,劉小真,等.δ13C和δ15N指示不同生態(tài)類型湖泊無機(jī)氮及有機(jī)質(zhì)來源[J].湖泊科學(xué),2014,26(5):691-697.

[7] 李云凱,貢藝.基于碳、氮穩(wěn)定同位素技術(shù)的東太湖水生食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)[J].生態(tài)學(xué)雜志,2014,33(6):1534-1538.

[8] 李忠義,金顯仕,莊志猛,等.穩(wěn)定同位素技術(shù)在水域生態(tài)系統(tǒng)研究中的應(yīng)用[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2005,25(11):3052-3060.

[9] Li Kuanyi,Xu Zenghong,Liu Zhengwen,et al.Stable isotope enrichment,dietary sources and trophic overlap between silver carp (Hypophthalmichthysmolitrix) and bighead carp (Aristichthysnobilis)[J].Aquaculture,2013,402-403:8-12.

[10] 郭凱,趙文,王珊,等.白石水庫顆粒有機(jī)物及沉積物中碳、氮穩(wěn)定同位素的空間分布特征[J].環(huán)境科學(xué),2015,36(12):4430-4435.

[11] Catherine Rees C.Limnology:lake and river ecosystems[J].Southeastern Naturalist,2004,3(4):759.

[12] Xia Bin,Gao Qinfeng,Dong Shuanglin,et al.Uptake of farming wastes by silver carpHypophthalmichthysmolitrix,in polyculture ponds of grass carpCtenopharyngodonidella:evidence from C and N stable isotopic analysis[J].Aquaculture,2013,404-405:8-14.

[13] 范成新,張路.太湖:沉積物污染與修復(fù)原理[M].北京:科學(xué)出版社,2009.

[14] 郭旭鵬,李忠義,金顯仕,等.采用碳氮穩(wěn)定同位素技術(shù)對黃海中南部鳀魚食性的研究[J].海洋學(xué)報(bào),2007,29(2):98-104.

[15] Post D M.Using stable isotopes to estimate trophic position:models,methods,and assumptions[J].Ecology,2002,83(3):703-718.

[16] Rau G H,Teyssie J L,Rassoulzadegan F,et al.13C/12C and15N/14N variations among size-fractionated marine particles:implications for their origin and trophic relationships[J].Marine Ecology Progress Series,1990,59:33-38.

[17] 劉瑀,劉保占,李穎,等.樣品前處理方法對海洋食物網(wǎng)穩(wěn)定同位素組成分析的影響[J].海洋環(huán)境科學(xué),2013,32(2):295-299.

[18] Bunn S E,Loneragan N R,Kempster M A.Effects of acid washing on stable isotope ratios of C and N in penaeid shrimp and seagrass:implications for food-web studies using multiple stable isotopes[J].Limnology and Oceanography,1995,40(3):622-625.

[19] 徐濤,宋立榮.三株銅綠微囊藻對外源無機(jī)碳利用的研究[J].水生生物學(xué)報(bào),2007,31(2):245-250.

[20] McClelland J W,Valiela I,Michener R H.Nitrogen-stable isotope signatures in estuarine food webs:a record of increasing urbanization in coastal watersheds[J].Limnology and Oceanography,1997,42(5):930-937.

[21] Wedchaparn O,Zhao Liangjie,Fan Yingchun,et al.Comparison of the trophic niches between two planktivorous fishes in two large lakes using stable isotope analysis[J].Biochemical Systematics and Ecology,2016,68:148-155.

[22] Zhou Qiong,Xie Ping,Xu Jun,et al.Seasonal variations in stable isotope ratios of two biomanipulation fishes and seston in a large pen culture in hypereutrophic Meiliang Bay,Lake Taihu[J].Ecological Engineering,2009,35(11):1603-1609.

[23] DeNiro M J,Epstein S.Influence of diet on the distribution of carbon isotopes in animals[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1978,42(5):495-506.

[24] Peterson B J,Fry B.Stable isotopes in ecosystem studies[J].Annual Review of Ecology and Systematics,1987,18(1):293-320.

[25] Thimdee W,Deein G,Sangrungruang C,et al.Sources and fate of organic matter in Khung Krabaen Bay (Thailand) as traced by δ13C and C/N atomic ratios and C/N atomic ratios[J].Wetlands,2003,23(4):729-738.

[26] 王曉玲,徐東坡,劉凱,等.太湖3個(gè)典型水域紅鰭原鲌(Cultrichthyserythropterus)δ13C和δ15N值的變化規(guī)律[J].湖泊科學(xué),2015,27(5):925-931.

[27] 謝平.武漢東湖顆粒懸浮物的結(jié)構(gòu)與元素組成[J].水生生物學(xué)報(bào),1996,20(3):197-205.

[28] 楊建雷,高勤峰,董雙林,等.草魚、鰱魚和鯉魚混養(yǎng)池塘中浮游生物和懸浮顆粒物組成變化的研究[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2011,41(10):23-29.

[29] Peterson B J.Stable isotopes as tracers of organic matter input and transfer in benthic food webs:a review[J].Acta Oecologica,1999,20(4):479-487.

[30] 許遐禎,陶蓉茵,趙巧華,等.大型淺水湖泊太湖波浪特征及其對風(fēng)場的敏感性分析[J].湖泊科學(xué),2013,25(1):55-64.

[31] 宋固.千島湖鰱、鳙魚食性研究[D].上海:上海海洋大學(xué),2013.

FeedingdifferencesofsilvercarpandbigheadcarpinthenorthernpartofTaihuLake:basedonstablecarbonandnitrogenisotopeanalysis

WANG Yuan1, XU Dong-po2, WANG XIAO-Lin3,SHEN Zhen-hua3,XU Pao2

(1.Wuxi Fisheries College,Nanjing Agricultural University, Wuxi 214081, China; 2.Yangtze River Downstream Fisheries Resources and Environmental Science Observation Station, Ministry of Agriculture, Freshwater Fisheries Research Center, Chinese Academy of Fishery Sciences，Wuxi 214081,China; 3.Taihu Lake Fishery Management Committee of Jiangsu Province,Suzhou 215168,China)

The dynamics of δ13C and δ15N were determined in water, suspended particulate organic matter (SPM), Cyanobacteria bloom and dorsal muscles of silver carpHypophthalmichthysmolitrixand bighead carpAristichthysnobilissampled from Zhushan Lake, Yueliang Bay, Sanguo City and Wugui Mountain in the northern part of Taihu Lake via stable carbon and nitrogen isotope analysis technique in order to investigate feeding differences of silver carp and bighead carp in the northern part of Taihu Lake. The one-way ANOVA revealed that there were no significant difference inδ13C and δ15N values of SPM and Cyanobacteria(P>0.05), with range from 0.1‰ to 1.5‰ in δ13C and range from 0.3‰ to 1.6‰ in δ15N in SPM and Cyanobacteria，indicating that SPM was the main component in Cyanobacteria bloom. The high δ15N values (ranged from 12.8‰ to 15.8‰) of Cyanobacteria, higher than that of phytoplankton in less polluted waters (about 2‰-8‰), showed that nitrogen pollution was serious in all sampling sites. There was to some extent differences in feeding habit between silver carp and bighead carp in the four sampling sites in Taihu Lake, with significant difference in trophic levels between silver carp and bighead carp in Wugui Mountain (P<0.05) and without significant differences in other three sampling sites(P>0.05), indicating that the similar food composition (primarily of Cyanobacteria)in silver carp and bighead carp during the Cyanobacteria bloom. The silver carp and bighead carp had higher trophic levels in Yueliang Bay than those in other three waters did, which probably reveals that the two species ingest small amount of zooplankton besides Cyanobacteria, as well in Yueliang Bay. But further research is required to explain the food composition specifically. The findings showed that SPM was the main food sources of silver carp and bighead carp in the northern part of Taihu Lake. However, Cyanobacteria was the main component of SPM, and provide a new basis for algal control and sustainable utilization of algae in waters by silver carp and bighead carp.

Taihu Lake; silver carp; bighead carp; suspended particulate organic matter; Cyanobacteria

10.16535/j.cnki.dlhyxb.2017.05.015

2095-1388(2017)05-0597-06

Q954.4

A

2017-02-07

太湖治理專項(xiàng)省級統(tǒng)籌項(xiàng)目(蘇財(cái)建[2015]162-2) ；國家水產(chǎn)種質(zhì)資源平臺(tái)項(xiàng)目(2016DKA30470_003)

王媛(1992—), 女，碩士研究生。E-mail:1072420763@qq.com

徐跑(1963—)，男，研究員，博士生導(dǎo)師。E-mail:xup@ffrc.cn