陆源有机碳对鲫鱼食物的贡献及其碳流途径

Because terrestrial organic carbon (matter) are low in nutritional quality and difficult to digest, they are considered a poor food for aquatic consumers, but recent studies found there is a positive relationship between fish biomass and terrestrial organic carbon inputs. However, if the terrestrial organic carbon can subsidize fish production has been debated. In this study, we will elucidate the contribution of terrestrial organic carbon to the food of an omnivorous fish crucian carp (the dominant fish species in Lake Dajiu) and carbon flow pathway by stable isotopes (hydrogen, carbon and nitrogen) analyses combined with fatty acids analyses in Lake Dajiu in Shennongjia Mountain. Firstly, we will estimate the contribution of terrestrial organic carbon source to the crucian carp by Bayesian model using stable isotopes data. Secondly, we will analyze the carbon flow pathway using fatty acids data and gut content data combined with stable isotopes data. The results of this study will help to uncover the mechanisms of lake ecosystem responses to terrestrial organic carbon inputs, and enhance the understanding of the carbon fluxes and interactions between the terrestrial and aquatic ecosystems.

传统观点认为，陆源有机碳（物）难以消化、营养缺乏，不是水生动物的“适口”食物，但最近发现在一些贫、中营养水体中，鱼类的生物量与陆源有机碳输入量成正比。然而，关于陆源有机碳输入是否能为鱼类提供碳源补贴尚存在很大争议，其碳流途径更是缺乏研究。本项目以陆源有机碳输入量高的湖泊—神农架大九湖为研究对象，利用氢、碳、氮稳定同位素技术和脂肪酸生物标志物技术研究陆源有机碳输入对杂食性鱼类—鲫鱼（大九湖鱼类优势种）食物的贡献及其碳流途径：首先，通过调查鲫鱼及其潜在食物资源的氢、碳、氮稳定同位素值，运用混合模型计算陆源有机碳对鲫鱼碳源的贡献比例；然后，分析鲫鱼与潜在食物之间脂肪酸组分的关联，结合鲫鱼肠道内含物分析和同位素数据，阐明其主要碳流途径。研究结果将揭示陆源有机碳输入对湖泊生态系统的影响，增进对水-陆生态系统间碳循环和相互作用的认识。

传统观点认为，陆源有机碳（物）难以消化、营养缺乏，不是水生动物的“适口”食物，但最近发现在一些贫、中营养水体中，鱼类的生物量与陆源有机碳输入量成正比。然而，关于陆源有机碳输入是否能为鱼类提供碳源补贴尚存在很大争议，其碳流途径更是缺乏研究。本项目以陆源有机碳输入量高的湖泊—神农架大九湖为研究对象，利用氢、碳、氮稳定同位素技术和脂肪酸生物标志物技术研究陆源有机碳输入对杂食性鱼类—鲫鱼（大九湖鱼类优势种）食物的贡献及其碳流途径：首先，通过调查鲫鱼及其潜在食物资源的氢、碳、氮稳定同位素值，运用混合模型计算陆源有机碳对鲫鱼碳源的贡献比例；然后，分析鲫鱼与潜在食物之间脂肪酸组分的关联，结合鲫鱼肠道内含物分析和同位素数据，阐明其主要碳流途径。研究结果将揭示陆源有机碳输入对湖泊生态系统的影响，增进对水-陆生态系统间碳循环和相互作用的认识。主要研究结果如下：.（1）综合营养状态指数（TLI）表明大九湖在采样期间处于中营养状态和轻度富营养化状态之间。大九湖水质富营化水平沿水流方向呈降低趋势。.（2）研究期间采集的大九湖鱼类隶属1目1科6属6种，分别为鲫、镜鲤、棒花鱼、麦穗鱼、鲢和中华鳑鲏，其中鲫鱼的丰度以及生物量均为优势种。.（3）鲫鱼肠道内含物中主要有藻类、浮游动物以及植物碎屑；通过IsoSource混合模型估算了大九湖潜在的有机碳源对选择的三个子湖（D1、D2和D5子湖）鲫鱼的贡献比例，结果表明附着藻对D1和D2湖鲫鱼碳源的贡献较大，贡献比例分别达到85%和35%；而以浮游植物为主的颗粒有机物（POM）对D5湖鲫鱼碳源的贡献较大，贡献比例为45%。鲫鱼肌肉脂肪酸标志物分析结果表明C18:1n-9含量较高，暗示浮游动物是大九湖鲫鱼重要的食物组成；C18:2n-6+C18:3n-3脂肪酸含量大于2.5%，表明陆源有机碳对鲫鱼碳源微弱的贡献。