稳定同位素分析在食物网生态学中的应用

摘要

食物网生态学是一门研究生态系统复杂营养关系的学科，是研究生态系统功能的基础。长期以来，有关食物网方面的知识主要通过食性分析，野外或实验室对动物摄食的直接观察获得。这些方法有时很难揭示食物网的能量来源和消费者之间的营养关系，主要由于许多营养关系难以直接观测。同时，食性分析难以确定最终被动物利用的食物的种类及利用程度。近年来，稳定同位素分析(δ13C和δ15N)已成为食物网生态学研究中的一种关键技术。这项技术主要基于如下几个前提：①来源不同的物质的稳定同位素天然丰度有较大区别；②动物对食物的摄食和吸收不造成显著的碳同位素分馏；③动物对食物的消化吸收时造成明显的氮同位素(δ15N)富集。因此，δ15C比率常被用于研究生态系统的能量来源，而δ15N则被用做动物在食物链营养级位置的示踪物。与食性分析相比，稳定同位素能够记录动物吸收的物质，而不仅仅是动物所吃的食物，稳定同位素也可以同时记录动物摄食的时空变化，从而反映动物的摄食史。稳定同位素在食物网生态学中的应用包括追踪支持食物网的能源，食物网结构，食物链长度，动物的营养位和食谱等。本文将用研究实例来说明稳定同位素分析在食物网生态学研究中的应用。