基于稳定同位素揭示大型湖泊鱼类群落营养组织：物种身份与体型大小的交互作用模型优于传统模型

本研究针对传统营养模型忽略种内变异的局限性，通过稳定同位素分析（δ13C和δ15N）对比了物种身份、体型大小及其交互作用对巴拉顿湖鱼类群落营养结构的解释力。结果表明：包含物种与体型交互效应的全因子模型最优（δ15N解释量达81%），纯体型模型解释力最弱（仅13.3%）。研究发现鱼类主要依赖开放水域基础资源，且多数物种存在显著的个体间营养位置和生态位宽度变异，强调未来营养模型需同时考虑种间和种内体型相关变异。

　　

理解生物群落的营养关系是探究生态系统过程和群落动态机制的核心。传统营养生态学理论通常假设同一物种内个体的营养特征恒定，而忽略了个体发育过程中由体型变化引发的食性转变。另一种体型结构理论强调营养属性随体型变化的普适性规律，但该理论在不同生态系统中的适用性存在争议。针对这一科学问题，匈牙利巴拉顿湖生态研究所的Andras Specziár团队在《Reviews in Fish Biology and Fisheries》上发表论文，通过稳定同位素技术揭示了大型浅水湖泊鱼类群落的营养组织机制。

为解析物种身份与体型在营养组织中的相对作用，研究人员在巴拉顿湖采集了16种鱼类（共467个样本，体长范围11-570 mm）的肌肉组织，并收集了浮游动物、底栖无脊椎动物、沿岸资源和猎物鱼类四大类基础食源。利用元素分析-同位素比值质谱仪测定δ¹³C和δ¹⁵N值，通过广义线性模型比较六种营养模型的解释力，采用贝叶斯混合模型（MixSIAR）量化食源贡献，并使用SIBER包分析同位素生态位特征。

研究结果显示：全因子模型（物种×体型）对δ¹³C和δ¹⁵N的解释力最强（调整后R2分别为0.570和0.810），显著优于仅包含物种身份（R2=0.412/0.545）或纯体型模型（R2=0/0.133）。11种鱼类表现出体型与δ¹⁵N的显著相关性，7种鱼类与δ¹³C相关，证实食性转换具有物种特异性。群落整体依赖开放水域基础资源，仅Carassius gibelio、Lepomis gibbosus等少数物种利用沿岸资源。鱼类营养位置介于3.0-4.5级，其中Cyprinus carpio和Carassius gibelio营养级最低，而Sander lucioperca等肉食性鱼类营养级最高。同位素生态位分析表明多数物种间核心生态位重叠程度低（≥60%重叠的物种对仅占4.9%），且个体间变异显著。

研究表明，巴拉顿湖鱼类群落营养结构由物种身份和体型共同决定，且二者存在交互作用。忽略种内体型变异的模型会严重低估群落营养组织的复杂性。该研究为水生生态系统管理提供了重要启示：在评估环境变化影响、入侵物种效应或保护规划时，需同时考虑种间差异和种内发育阶段的营养动态。稳定同位素技术结合多模型比较框架，为解析群落营养结构提供了强有力的工具。

（注：作者单位HUN-REN Balaton Limnological Research Institute为匈牙利科学院下属研究所，属国内机构；专业术语如δ¹³C（碳稳定同位素）、δ¹⁵N（氮稳定同位素）、SEAc（校正标准椭圆面积）等均按原文规范表述。）