稳定同位素在鱼类耳石生态学中的应用,本论文为免费优秀的关于同位素论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
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摘 要：耳石中不同稳定同位素在鱼类生态学研究中已成为热点.本文分别从鱼类食性分析和营养级确定、生活史探讨以及标记放流方面,介绍了稳定同位素技术在耳石中的应用与发展,以期推动渔业资源可持续发展.
关键词：鱼类；耳石；稳定同位素
1引言
耳石是一种沉积在鱼类后脑两侧内耳膜迷路系统中的碳酸钙晶体,其钙质生长带和有机环带围绕着中心核交替形成,构成明暗交替的生长带,具有听觉和平衡定向的作用（高永华,2009）.硬骨鱼类有矢耳石、星耳石和微耳石,其中矢耳石最大,常被用作鱼类研究的理想材料.耳石因独有的特性被广泛应用,首先随耳石形成明暗交替的日周轮应用于年龄的判读；其次由于其非细胞性和代谢惰性,沉积在耳石中的矿物质不会因饥饿被重吸收,记录着鱼类个体生活过程中的生物、化学和物理环境信息,作为天然的标记物用来揭示鱼类生活史及其经历的环境变化；最后耳石样品操作简便,省时省力,成本低（熊英,2015）.
稳定性同位素是天然存在于生物体内的一种中性的、不具有放射性的同位素；具有相同质子数,但不同中子数导致其质量数不同的元素,不会随时间而衰变的元素称为稳定性同位素.自首次出现测量同位素的质谱仪以来,稳定同位素技术引起了世界各国学者的广泛关注.该技术利用同位素分馏效应,因其质量和键能的微差异,导致不同化学分子间,或同一分子但不同相之间的同位素组成不同,且具有检测快速、结果准确等特点（郑永飞,2000）,被广泛应用于大气科学、地球化学、生态学以及农业方面,用以追踪元素所经历的物化反应与路径（林光辉,2010）.
2耳石稳定同位素在鱼类生态学中所解决的问题
2.1鱼类食性分析和营养级确定
传统的鱼类食性分析和营养级的确定采用的是胃含物分析法,虽然该方法比较直观,能反映瞬时的摄食情况,但工作量巨大,不能反映鱼类长期食性变化,且不能避免分辨胃含物消化吸收的难易程度所带来的实验误差（蔡德陵,2003）.而生物内碳稳定同位素的比值（δ13C）与其食物相近,在相邻营养级之间仅有<1‰的富集,可以反映生物同化吸收的物质来源；而氮稳定同位素的比值（δ15N）在相邻营养级之间具有较高的富集系数,随营养级的增加而逐渐升高,平均为3.4‰,可以反映在食物网中的营养级位置.耳石主要由碳酸钙盐结晶形成,无机矿物质含量占整个耳石的 95% 以上,δ13C是由鱼类食物内的碳和水环境里的溶解态无机碳（DIC）混合产生的,其中耳石中DIC比例约为17%～30%,而δ13C可能主要受到鱼体新陈代谢、食性和营养来源的影响；δ15N主要来源于耳石中有机物蛋白质种类和含量；因此耳石中δ13C和δ15N被应用于鱼类食性分析和营养级确定.Kirsten and Dettman（2010）研究发现随着食物链的递增,生物体内累积的δ15N与营养级存在正相关性,进一步验证耳石中的δ15N可以揭示水域生态系统中鱼类营养级位置和食物网结构.
2.2鱼类生活史
耳石中碳氧稳定同位素值具有独特的性质,蕴含大量生物学和生态学信息,反映鱼类经历的外在环境变化,其中氧同位素值长久以来被用作测量所在环境温度和盐度的指标,并应用在生物性沉积物、贝类、无脊椎动物等的古气候重建,近年也应用在鱼类研究中,追溯个体的温度变化、应用在族群辨认、迁徙路径的判断、仔稚鱼出生地、摄食场的判定,以及深海鱼深度的回推；而耳石中的碳同位素分布与水环境分布不平衡,主要与生产者、新陈代谢速率和食物来源有关,可以指示食性转换、性腺发育程度、栖息地变化以及所处纬度的高低.因此耳石中δ13 C、δ18 O可以反映鱼类经历的环境生活史,可以作为自然标记物探索鱼类种群的连通性和差异性,辨别种群空间结构. Killingley（1983）用δ18O研究了加利福尼亚灰鲸（Eschrichtius gibbosus Erxleben）在不同海域的生活情况,随后Killingley又用δ18O和δ13 C对龟在河口区与沿海区的洄游进行了探讨. Gao and Beamish（1999）利用大马哈鱼耳石中碳氧稳定同位素特征作为栖息地的指标,无论鱼类生活在出生地还是洄游到不同海域,来辨别鱼类种群.一些学者通过对不同海域的犬牙石鱼耳石中稳定性同位素δ13 C、δ18 O的分析,确定了5个不同海域的犬牙石鱼 （Cynoscion regalis） 出生地和资源群单元的差异,判别成功率达 60%～81%.
2.3鱼类标记放流
渔业资源增殖放流是恢復渔业资源、保护生物多样性和促进可持续发展的重要途径.因此开展标志-放流-回捕工作是一种极其有效的途径,也是一种研究鱼类生活史和资源评估管理的重要方法.标志放流技术可以分为标记和标志两种不同的方法,前者包括外标记（剪鳍、烙印和染色等）、天然标记（体形差异、耳石和骨骼中元素的特异性积累等）和化学标记（元素标记和荧光标记）等,不需给鱼体附加有形的标记物；后者多指用有形标记物附着在鱼体以便识别的方法,主要包括外标志（标记物附于鱼体外）、内标志（标记物植入鱼体内）和能发射无线电或超声波的遥测标志等（李胜杰,2008）.然而这些标记方法造成影响鱼类生长、对鱼类造成死亡率、标志脱标、持续时间短、回捕效果不佳及费用高等问题（张堂林,2003）.同位素标志技术作为一种兼具体内标志和体外标志的标记方法,能够做到快速大量地标记不同生活史阶段的鱼类,包括卵、仔鱼、幼鱼以及成鱼；并可以根据生活史阶段、环境因素以及实验条件的不同选择不同的标记方式,例如注射、投喂、浸染等.与其他标志方法相比,该方法操作过程需要时间较少、成本较低；产生的标记维持时间长；能够广泛应用于鱼类的各个生活史阶段（从受精卵到成鱼）,标志效果比较一致；标记过程简易便于操作,恢复过程也容易进行,对标志鱼的刺激较小.不同学者采用标记方法识别鱼类耳石稳定同位素,如通过注射法将137Ba注入鱼的亲体中,检测发现稳定同位素Ba隔代培育传递到仔稚鱼耳石.另外采用不同浓度的δ137Ba和δ86Sr对鲈鱼浸泡不同时间,观察耳石的标记效果,发现耳石出现显而易见的标记带.
结论：关于对写作同位素论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文同位素论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
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