南部温带河口与高盐泻湖中猎物营养质量的生态能量学评估及其对食物网模型的启示

《Hydrobiologia》：Prey nutritional quality in a southern temperate estuary and hypersaline lagoon

本研究针对澳大利亚库荣(Coorong)河口-泻湖系统，首次系统测定了底栖大型无脊椎动物和小型鱼类的能量、脂质与蛋白质含量，揭示了不同功能群、季节、区域及体型大小的营养质量差异。研究发现鱼类能量含量显著高于无脊椎动物，底栖十足类动物能量最高，而区域间营养质量差异受高盐环境驱动。该研究为南半球温带河口食物网模型提供了关键参数，对理解气候变化下捕食者-猎物能量流动具有重要意义。

　　

在澳大利亚南部广阔的库荣河口与泻湖系统中，水鸟、鱼类等高级捕食者的生存与繁殖高度依赖猎物的营养价值。然而，传统研究多关注猎物数量，却忽略了其营养质量的时空变异对食物网功能的关键影响。尤其在全球气候变化与水资源管理加剧河口盐度波动的背景下，明确猎物能量与营养成分的动态变化，成为预测生态系统稳定性的核心问题。

为此，弗林德斯大学与南澳大利亚研究与发展研究所的团队在《Hydrobiologia》发表论文，首次对库荣系统的猎物营养质量展开系统性研究。通过测定17种底栖无脊椎动物和9种鱼类的能量（湿重与干重）、粗脂质与粗蛋白含量，并结合功能群、季节、区域及体型因素分析，揭示了营养质量的多维度变异规律。研究发现，鱼类整体能量含量（5.66 kJ/g WM）显著高于无脊椎动物（2.16 kJ/g WM），而底栖十足类动物（如Paragrapsus gaimardii）以3.51 kJ/g WM成为无脊椎动物中的“能量王者”。空间上，高盐度的南库荣区域的小口硬头鱼（Atherinosoma microstoma）在秋季呈现更高的脂质储存，挑战了“高盐环境必然导致能量亏损”的假说。时间维度上，多数物种能量含量季节性波动不显著，但脂质与蛋白含量在部分物种中呈现明显季节差异，如沙鳟（Hyperlophus vittatus）冬季蛋白质含量显著升高。体型效应在黄眼鲻（Aldrichetta forsteri）中尤为突出，大型个体（>120 mm TL）脂质含量达28.27% DM，远超小型个体（9.76% DM），但蛋白质含量呈相反趋势。这些发现为构建精准的生物能量学模型提供了关键参数，并揭示了高盐环境中特定猎物类群对维持捕食者能量需求的重要性。

关键技术方法

研究于2020-2022年季节性采集库荣北部（半咸水）与南部（高盐）区域的宏体无脊椎动物与鱼类样本。无脊椎动物通过底质钻芯与艾克曼抓斗采集，鱼类采用标准地拉网（61 m×3 m）捕捞。样本经形态鉴定后，利用弹式量热法测定能量值，Folch法测定脂质含量，Leco TruSpec CNS分析仪测定氮含量并以6.25倍换算粗蛋白。数据分析采用PRIMER v7软件进行PERMANOVA与PCA，以功能群、季节、区域及体型为因子评估营养质量差异。

研究结果

1. 分类群与功能群的营养质量差异

PCA分析表明，猎物营养特征按类群显著聚类（图2）。鱼类因高能量与蛋白含量与无脊椎动物分离，而大型鲻鱼凭借高脂质含量独成一类。底栖多毛纲动物能量最低（1.03 kJ/g WM），昆虫幼虫（如摇蚊科）与甲壳类（如端足目）具中等能量值（2.40–1.94 kJ/g WM），印证了“高营养级生物能量储备更丰富”的生态规律。

2. 时空变异与体型效应

鱼类能量含量的季节与区域差异有限，但小口硬头鱼在秋季南库荣的脂质含量（16.1% DM）显著高于北部（9.3% DM），表明高盐环境未必导致营养质量下降（图5）。黄眼鲻的大型个体脂质含量为小型个体的3倍，而蛋白质含量低20%，反映生命周期中能量分配策略的转变（图7）。无脊椎动物中，沙蚕（Simplisetia aequisetis）夏季脂质含量（7.59% DM）为冬季（3.35% DM）的两倍，提示其摄食策略随食物资源波动。

结论与意义

本研究填补了南半球温带河口系统猎物营养质量数据的空白，证实了功能群特性、环境压力与生物生命周期共同塑造营养格局。研究强调，在气候变化引发的盐度波动背景下，高盐耐受种（如小口硬头鱼）可能通过生态位释放维持高营养质量，成为稳定食物网的关键环节。所获能量与营养成分参数可直接整合至Ecopath等生态系统模型，提升对能量流动与捕食者需求的预测精度，为库荣等脆弱湿地的生态修复提供科学依据。