利用碳氮稳定同位素解析沙特拉比格泻湖红树林生产力与食物网营养关系的研究

为探究拉比格泻湖红树林生态系统生产力及食物网营养关系，研究人员利用稳定碳氮同位素开展研究。结果发现不同位点生产力有差异，且生产力与部分生物显著相关。该研究为理解当地生态系统提供重要依据。

　　红树林生态系统独特且在生态系统服务中扮演着重要角色，如渔业生产、养分循环、碳固存等。其中，总初级生产力（GPP）是碳循环的关键组成部分，而红树林的碳固存能力使其成为重要的碳汇。然而，红树林生产力受生物和非生物因素影响，养分缺乏是限制其生长的主要因素之一，同时养分和盐度对其生长也至关重要。

目前，大多数热带生态系统食物网的营养结构仍不明确，海洋食物网研究也多聚焦于特定部分，缺乏对整体营养结构的考量。为解决这些问题，来自国外的研究人员对沙特拉比格泻湖（Rabigh Lagoon）开展研究，旨在评估该区域红树林生产力及食物网营养相互作用。研究成果发表在《Egyptian Journal of Aquatic Research》上。

研究人员运用了多种关键技术方法。首先是样本采集，从拉比格泻湖六个红树林生态系统中采集生产者和消费者样本，涵盖了多种生物。接着对样本进行处理和分析，通过冷冻干燥、研磨后，使用 Thermo elementary analyser–ConFlo IV–Delta V Advantage 质谱仪测定样本中碳（δ¹³C）和氮（δ¹⁵N）稳定同位素。还运用了特定的生产力模型（如 δ¹³C×Nutrients 和 Salts/Salinity×Nutrients 模型）来计算红树林生产力，并借助多种数据分析方法，如 Levene 和 Shapiro–Wilk 检验、单因素方差分析（ANOVA）、Tukey 事后检验、主成分分析（PCA）等对数据进行处理。

研究结果如下：

• 拉比格红树林生产力：通过两种生产力模型计算发现，同位素模型下，5 号位点（S5）和 2 号位点（S2）生产力较高；盐度模型下，S5 和 3 号位点（S3）生产力较高。不同模型结果差异可能源于 δ¹³C 和盐度的不同。
• δ¹³C 和 δ¹⁵N 值与食物网结构：不同生产者、初级消费者和次级消费者的 δ¹³C 和 δ¹⁵N 值存在显著差异。例如，生产者中Halophila物种的 δ¹³C 值显著高于其他生产者；初级消费者中Cerithium scabridum的 δ¹³C 值较高，Portunus pelagicus较低；次级消费者中Platycephalus bassensis和Scomber物种的 δ¹³C 值也有所不同。δ¹⁵N 值在不同营养级间也呈现出一定的变化规律，初级生产者和消费者的均值范围不同，次级消费者的 δ¹⁵N 值范围更大。
• 多变量比较：主成分分析（PCA）显示，δ¹³C 和 δ¹⁵N 在不同营养级生物间存在一定的关系。且红树林生产力模型与生态系统食物网中的生物，尤其是初级生产者和初级消费者呈正相关。

研究结论与讨论部分表明，拉比格泻湖不同红树林位点生产力差异与养分有效性、盐度梯度和有机物输入等因素有关。通过 δ¹³C 和 δ¹⁵N 分析，揭示了食物网结构和营养级关系，不同生物的同位素值反映了其食物来源和生态位差异。此外，生产力与食物网生物的关系研究表明，初级生产者和消费者在生态系统食物网动态中起关键作用，但能量传递效率在较高营养级有所降低。

该研究意义重大，为拉比格泻湖红树林生产力及其与不同营养级生物关系提供了基线信息，有助于深入理解红树林生态系统的结构和功能。不过，研究也指出，未来还需开展更详细的研究，包括生产力和生物稳定同位素特征的季节性和长期变化，以全面揭示拉比格泻湖食物网的全貌。同时，鉴于人类活动和气候变化对该泻湖生态平衡的潜在威胁，评估长期同位素变化、人为影响和生态系统恢复力等方面的研究也有待开展，这将为制定更有效的保护策略提供科学依据。