应用δ13C和δ15N稳定性同位素技术研究贵州喀斯特洞穴生态系统食物网结构和营养级关系

主要研究内容包括贵州喀斯特洞穴内不同光带中动物类群组成和相对数量调查、土壤有机质δ13C和δ15N值的动态变化分析、不同动物类群δ13C和δ15N值的动态分析、不同动物类群分别与土壤有机质δ13C和δ15N值的相关性分析及变化特征探讨、应用δ13C和δ15N稳定性同位素技术构建被研究洞穴食物网结构和营养级关系、对比分析不同地区、不同洞穴类型和不同开发程度洞穴食物网结构和营养级关系。通过本项目研究，基本了解贵州喀斯特洞穴内不同光带中动物类群组成和相对数量，基本查明贵州喀斯特区洞穴内不同光带中不同动物类群及土壤有机质δ13C和δ15N值的基本现状，基本了解贵州喀斯特区洞穴内食物网结构和营养级关系。该项研究对了解和研究洞穴生态系统中的物质循环和能量流动具有重要理论意义；对合理利用洞穴生态系统中的物质和能量，并使之流向对人类有利的方向，达到资源的有效应用具有实践意义。

本项目于2011年获批，项目获批后，广泛收集相关资料，制定较详细的研究方案进行实施。野外调查研究已到黔西南地区（贞丰、关岭、安龙等）、黔东地区（万山等）、黔北地区（松桃、思南、凤岗、习水等）、黔西地区（大方、织金等）、黔中地区（龙里、贵阳、开阳等）、黔南地区（施秉、荔波等）20余个县市的区域范围内，共考察洞穴70余个，采集洞穴动物标本16000余号，采集洞穴土样、水样、气样共计147个，测试样品送到贵州师范大学实验中心和中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室进行分析和检测，将室内外所获资料进行汇总和分析，然后进行撰文。. 本项目的主要研究内容是：①各洞穴内不同光带中动物类群组成和相对数量调查。②各洞穴内不同光带中土壤有机质和动物类群δ13C和δ15N值的动态变化分析。③各洞穴内不同光带中不同动物类群分别与土壤有机质δ13C和δ15N值的相关性分析及变化特征探讨。④应用δ13C和δ15N稳定性同位素技术构建各洞穴内食物网结构和营养级关系。⑤对比分析不同地区、不同洞穴类型（盲洞和穿洞）和不同开发程度（旅游洞穴和非旅游洞穴）的洞穴食物网结构和营养级关系。. 本项目已公开发表论文10篇，最主要的研究结果有：①首次对红点齿蟾和金线鲃的组织、器官进行δ13C和δ15N分析。②已了解到在喀斯特洞穴内的各级消费者的稳定性同位素δ13C和δ15N的组成和对δ15N的富集普遍比地表生态系统中低。③洞穴生态系统中一般有三个营养级层次，第一营养级都是土壤有机质，第二营养级中主要有马陆类群、螺类、裸灶螽、蛾类等，第三营养级中主要有蜘蛛类群、蜈蚣、红点齿蟾等。④洞穴生态系统的能量来源主要是土壤中的有机质，食物链以腐生食物链为主。⑤在洞穴生态系统中，一般情况下δ13C富集系数小于3‰。⑥已构建了施秉下洞、木老唐洞等洞穴的食物网结构图。⑦影响贵州洞穴的动物群落结构的主要环境因子是土壤有机质含量、湿度、温度、环境中重金属含量和CO2含量。⑧一般情况下，洞穴动物的重金属富集系数普遍比地表动物低。. 本项目研究对进一步探讨洞穴生态系统的结构和功能起到积极的促进作用；为探讨洞穴生态系统食物网结构和生物营养级关系、理解和认识洞穴生态系统的特征和过程(包括物质循环、能量流动和信息传递)以及洞穴生态系统对环境变化的响应等方面也提供了一定的技术支持。