结合胃含物与稳定同位素分析揭示东太平洋鳕摄食生态的纬度与季节差异

《Scientific Reports》：Combined stomach content and stable isotope analyses revealed variations in trophic ecology of pacific cod in the east sea

本研究针对太平洋鳕（Gadus macrocephalus）摄食生态的空间与季节分异问题，通过胃含物与稳定同位素联合分析，系统解析其食性组成与营养级变化。结果表明，太平洋鳕的摄食策略受个体大小、纬度（Ayajin与Hupo站点）和季节（冷/暖季）共同调控：大型个体偏好硬骨鱼类和头足类，小型个体以端足类、磷虾等甲壳动物为主；Hupo站点个体δ15N值更高，反映其营养级受卡瑞德虾等高营养级猎物贡献显著。该研究为气候变化下海洋鱼类生态适应机制提供了关键生态学依据。

　　

在寒冷的北太平洋海域，太平洋鳕（Gadus macrocephalus）作为一种重要的经济鱼类，不仅是渔业捕捞的主要对象，更是海洋生态系统中关键的捕食者。然而，随着全球气候变化加剧，水温上升和海洋环流改变可能影响其猎物分布与丰度，进而威胁种群可持续性。以往研究多聚焦于单一区域或短期食性分析，缺乏对太平洋鳕摄食策略跨纬度、跨季节的系统解析。为此，韩国海洋科学技术院的Kang Min Gu等研究人员在《Scientific Reports》发表论文，通过整合胃含物分析与稳定同位素技术，揭示了太平洋鳕在东海南北两个站点（Ayajin和Hupo）的摄食生态差异及其驱动机制。

研究团队于2018年至2022年间，利用底刺网在Ayajin（北站点）和Hupo（南站点）季节性采集了421尾太平洋鳕样本，并同步测量水温剖面。技术方法主要包括：（1）胃含物重量百分比（%W）与出现频率（%F）分析，量化猎物组成；（2）稳定同位素（δ¹³C和δ¹⁵N）测定肌肉组织，评估营养级与能量来源；（3）多变量统计（PERMANOVA）与同位素生态位（SEAc）计算，解析食性差异的显著性及生态位宽度。

研究结果

垂直水温分布特征

水温数据显示，Ayajin站点50米以深水温终年低于10°C，受北朝鲜寒流影响显著；而Hupo站点水温较高且分层明显，暖季表层水温可达26.8°C。这种热力结构的差异直接影响了潜在猎物的分布，如磷虾（euphausiids）等冷水性物种在Ayajin更丰富。

食性组成的时空与个体大小差异

胃含物分析表明，硬骨鱼类是太平洋鳕最主要的猎物（整体%W达40%以上），但食性结构存在显著的三维交互作用（站点×季节×个体大小）。大型个体（35–69 cm）在冷季主要以硬骨鱼类（如日本砂鳕Arctoscopus japonicus）为食，暖季则转向头足类（如萤乌贼Watasenia scintillans）；小型个体（14–34.9 cm）在Ayajin偏好端足类和磷虾，在Hupo则以卡瑞德虾（carid shrimps）为主。多变量分析（PCO）进一步验证了站点间食性分离：Ayajin样本与端足类、磷虾关联紧密，而Hupo样本与卡瑞德虾和硬骨鱼类聚类。

稳定同位素揭示营养级动态

δ¹³C和δ¹⁵N值显示，Hupo站点的太平洋鳕同位素值显著富集（δ¹⁵N均值更高），表明其营养级高于Ayajin个体。大型个体的δ¹⁵N值普遍高于小型个体，印证了其摄食更高营养级猎物的行为。值得注意的是，冷季Hupo站点小型个体的δ¹⁵N值虽高，但其胃含物中硬骨鱼类比例较低，推测因低温代谢减缓导致高营养级猎物未完全同化。同位素生态位宽度（SEAc）在Ayajin冷季最大，反映该条件下食性多样性更高。

讨论与结论

本研究通过双技术联用，证实太平洋鳕的摄食生态具有高度的可塑性：其食性不仅随个体发育从甲壳动物向鱼类/头足类转变，还受站点间水温与猎物可用性差异的调控。例如，Hupo站点受东朝鲜暖流影响，卡瑞德虾等暖水种成为关键猎物，推升了当地种群的整体营养级；而Ayajin冷季的广谱食性可能与寒流背景下猎物多样性增加有关。这些发现凸显了海洋鱼类如何通过调整摄食策略适应环境异质性。

从渔业管理视角，太平洋鳕对冷水性猎物（如磷虾）的依赖提示，未来水温持续升高可能导致其栖息地收缩或营养级结构简化。该研究为构建气候响应型渔业管理策略提供了生态学基础，同时强调需长期监测猎物群落变化对高营养级鱼类的影响。