基于耳石微化学特征的鄱阳湖刀鲚永修群体的关键栖息地识别

随着长江禁渔国策的持续实施,长江干流和沿线通江湖泊中刀鲚资源及其关键栖息地将有可能得到恢复。为了确证长江禁渔后的2020年在鄱阳湖永修瓢头水域所采集到21尾刀鲚的洄游履历和资源类型,本研究采用电子探针微区分析技术(EPMA)对其耳石元素锶(Sr)和钙(Ca)的微化学特征进行了测定和分析。结果显示,所有个体耳石的Sr/Ca值变化较为复杂。自耳石核心至边缘Sr/Ca值分别出现了对应淡水生境的低值(<3)和对应河口半咸水或海水生境的中高值(>3),最后边缘部分再次出现了对应洄游返回淡水生境的低Sr/Ca值(<3)。Sr含量面分析图中也呈现出了对应淡水—河口半咸水—海水—淡水的蓝色—黄绿色、红色—蓝色变化的图谱;证明上述个体均具有明显的江海洄游特征,为典型溯河洄游型刀鲚。鄱阳湖永修瓢头水域是一处尚未曾正式报道过的洄游型刀鲚分布区。根据性成熟度和摄食情况可将瓢头水域刀鲚分为产卵场群体和非产卵群体两类。通过与鄱阳湖其他水域刀鲚情况的比较分析可以推定,两类刀鲚可能起源于鄱阳湖内两个不同区域的产卵场。对于产卵场群体而言,瓢头水域可能更主要起到产卵场的作用;而对于非产卵群体来说,瓢头水域更多地起到洄游通道的作用。本研究可为了解长江禁渔对刀鲚资源和关键栖息地的恢复效果提供最新的基础信息。

基于耳石微化学的珠江水系日本鳗鲡洄游特征研究

为了解珠江水系日本鳗鲡(Anguilla japonica)洄游生态特征,有效保护鳗鲡野生种群,采集了柳州、合山、武宣、桂平、梧州等11个淡水生境以及珠海1个河口生境共155尾日本鳗鲡,利用电子探针微区分析仪测定耳石中的Sr、Ca元素比值,对耳石微化学Sr/Ca进行分析,结果发现珠江水系日本鳗鲡具有“海水–淡水”、“海水–河口–淡水”、“海水–河口–海水–河口–淡水”、“海水–河口–淡水–河口–淡水”等多种洄游模式。但总体而言,最终都会洄游到淡水中育肥。这说明珠江水系的日本鳗鲡具有适应不同栖息地和盐度的能力,在不同水域之间表现出灵活的洄游策略,同时也说明了淡水栖息地保护的重要性。

基于耳石微化学分析的福建水域刀鲚生境履历研究

利用X射线电子探针微区分析技术(electron probe micro-analysis,EPMA),首次对福建(福州、宁德)沿岸海域采集到的3尾刀鲚(Coilianasus)进行矢耳石的锶(Sr)和钙(Ca)微化学特征分析,重建其生活史。结果显示,这3尾刀鲚耳石核心区的Sr/Ca值均小于3,且耳石面分析显示核心区均为蓝色,表明它们都属于淡水产卵和淡水孵化;其中,福州海域的1尾刀鲚早期生活史对淡水依赖时间较长,而宁德海域的2尾刀鲚对淡水依赖时间较短。根据耳石从核心到边缘的Sr/Ca值变化线分析及过核心截面Sr含量面分析可以确定,3尾刀鲚均为典型的溯河洄游生态类型;其中,福州海域1尾刀鲚呈现淡水–半咸水型的生境履历,而宁德海域2尾刀鲚呈现淡水–半咸水–海水型的生境履历。本研究首次利用耳石微化学分析技术揭示了福建水域刀鲚生活史和生境履历存在多样性,也证实了宁德三沙湾外海域和闽江口外沿岸海域尚存溯河洄游型刀鲚。本研究为进一步开展福建沿岸水域刀鲚的关键栖息地研究及其资源管理和保护提供了宝贵的基础信息。

基于耳石微化学的乌苏里白鲑生境履历分析

为了分析乌苏里白鲑(Coregonus ussuriensis Berg)的洄游生态类型及生境履历,采用X射线电子探针微区分析技术(EPMA)研究了2013年12月、2014年1月黑龙江干流2尾和松花江干流2尾乌苏里白鲑矢耳石的锶(Sr)、钙(Ca)元素微化学特征。定量线分析结果显示,乌苏里白鲑耳石锶钙比值(Sr/Ca×10^3)波动显著,具有对应淡水生活的低值区(小于5),而且还有对应咸水生活的高值区(大于10),显示了乌苏里白鲑的溯河洄游履历;耳石元素面分析结果也显示乌苏里白鲑的淡水-咸水洄游的特征。结合耳石年轮特征分析,乌苏里白鲑具有年度(季节)洄游特征,部分群体有规律在淡水-咸水中季节洄游,不同个体在淡水、咸水之间停留时间存在较大差异。研究表明,乌苏里白鲑伴随着季节性洄游特征,具有江海或者淡水-河口之间洄游的履历。

基于耳石微化学特征的大麻哈鱼生境履历分析及其在群组鉴别中的应用

为研究大麻哈鱼(Oncorhynchus keta)生活史特征及不同群组间的鉴别,本文采用电子微探针技术分析自然野生、人工增殖锶标记、人工增殖物理标记和人工养殖4组大麻哈鱼耳石样本的Sr浓度及Sr/Ca值,反演其生境履历。定量线分析结果表明,耳石Sr/Ca值波动显著,根据Sr/Ca值的特征划分了各群组大麻哈鱼淡、咸水间的生活史阶段。根据大麻哈鱼生活史特征及耳石径长参数差异的分析结果将各群组间个体进行了有效辨别。其中锶标记组个体耳石标记区Sr/Ca值达到17.033×10^(3),显著高于其他组,证实了锶标记方法的有效性。对大麻哈鱼人工增养殖组和自然野生组早期淡水生活阶段耳石径长参数(Rf1、RL)以及淡水系数(RC)进行对比分析,结果显示:自然野生组中120μm≤R_(f1)≤200μm,20μm≤R_(L)≤30μm,0.06≤R_(C)≤0.10;人工增养殖组中240μm≤R_(f1)≤470μm,80μm≤R_(L)≤200μm,0.15≤R_(C)≤0.29。两群组间的参数差异显著,可作为群组间个体辨别的依据。本研究结果表明,耳石微化学分析技术能够有效分析大麻哈鱼的关键生活史特征,且可据此开展大麻哈鱼群组间的鉴别。研究结果可为大麻哈鱼生活史研究及增殖放流效果评估提供有效的方法。

珠江口七丝鲚耳石微化学初报

珠江属于我国三大河流之一,其河口水域初级生产力高、饵料生物众多。该河口水域生态环境独特,是许多鱼类的重要洄游通道[1]。七丝鲚（Coilia grayii）便是其中的一种,隶属于鲱形目、鳀科、鲚属,被认为是一种洄游型鱼类[2]。

日本有明海及周边水域刀鲚耳石微化学研究

刀鲚在日本仅分布于有明海及与之相通的一些河流中,为重要的渔业资源,现已被列入了“危急种”名录。为探明相关水域该资源种的生活史履历及生境需求特征,本研究利用鱼类耳石微化学分析技术,对采自有明海海区及六角川、筑后川河口水域的刀鲚进行了耳石锶(Sr)和钙(Ca)的微化学研究。耳石由核心到边缘Sr、Ca定量线及Sr面分布分色图谱分析结果发现,3种水域刀鲚个体总体上可分为淡水产卵场起源(即溯河洄游)和非淡水产卵场起源(即海生刀鲚)2种生态类型,其中前者刀鲚中还进一步包含有3种不同淡水、海水间生境履历模式,反映出3种水域分布刀鲚生活史和生境需求的多样性及对不同盐度生境较好的适应性。此外,微化学结果还显示,研究涉及的17尾刀鲚中,有30%是在河口半咸水生境孵化起源。这在一定程度上提示,相关水域除传统淡水起源的资源补充量外,河口域半咸水起源的补充量同样不能忽视。

基于耳石微化学的东海和黄海南部近海小黄鱼幼鱼的空间连通性研究

为研究东海和黄海南部近海小黄鱼(Larimichthys polyactis)群体的空间连通性,于2019年5—6月在东海至黄海南部近海的4个区域采集了当年生的小黄鱼幼鱼,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)测定了耳石边缘和近核区的耳石元素与Ca的比值(Sr∶Ca、Ba∶Ca、Mn∶Ca和Mg∶Ca),应用非参数的单因素统计方法和非参数置换方差分析PERMANOVA、随机森林分类和无监督的随机森林聚类方法,分析了采样点间小黄鱼幼鱼样本的空间连通性,并评估它们的出生地来源。采样点间小黄鱼幼鱼耳石边缘元素比值呈极显著的空间差异(P<0.05),随机森林分类的总分类准确度为63%,各采样点的分类准确度在50%~75%之间,小黄鱼幼鱼的空间差异主要由Mn、Ba等元素的差异引起。基于耳石近核区元素比值的无监督随机森林聚类的结果显示,小黄鱼幼鱼主要源于黄海南部近海和东海近海的产卵场,Ba是驱动小黄鱼幼鱼出生源空间差异的主要元素。不同海域小黄鱼幼鱼的扩散范围是有限的,随着空间距离的增加,小黄鱼种群连通性表现出种群隔离的趋势。

基于耳石微化学分析的鱼类种群生态学研究进展

研究鱼类的种群生态学,破解其数量特征、生境利用、种群结构和动态变化等种群属性是保护和合理开发天然渔业资源的基础。耳石微化学分析是破解鱼类的种群生态学难题的新颖而有力的手段,不仅可以反演鱼类生活史过程中所经历的环境条件,还可溯源资源群起源的产卵场等关键生境,在鱼类资源种群空间结构形成机制研究及动态评估中具有优势。本文在分析耳石元素组成及其沉积特征的基础上,重点介绍了耳石微化学分析在鱼类种群生态学(如反演鱼类生活史、评估种群结构、把握关联性和破解混合群体的构成与来源等)中的应用进展,也客观评述了耳石微化学分析在鱼类种群生态学研究中的局限性与解决途径,并对今后相关技术的发展趋势及需要关注的科学问题进行了展望。

长江江苏泰州段刀鲚耳石微化学指纹特征

为了掌握长江江苏泰州段刀鲚的生活史履历模式及了解此江段刀鲚资源现状,利用电子探针微区分析技术研究了禁捕后长江泰州段刀鲚耳石的锶(Sr)和钙(Ca)微化学特征。结果表明:所有个体的耳石均存在Sr/Ca比值小于3的低值区(对应淡水生境)和大于3的高值区(对应半咸水或海水生境)的波动变化,为典型的溯河洄游生境履历;根据淡水系数将泰州段洄游型刀鲚分为短期淡水依存型和长期淡水依存型;两者淡水系数的显著性差异说明这两种类型上溯刀鲚群体起源于长江不同区域的产卵场;结合性腺发育状态调查发现,泰州江段对于洄游型刀鲚来说主要起到洄游通道的生态功能作用。研究结果为了解长江十年禁渔对经济鱼类资源和生境恢复效果提供了最新的数据依据。

黄海南部蓝点马鲛耳石微量元素

应用激光剥蚀(LA)-ICPMS技术对采集于黄海南部吕泗产卵场的产卵期蓝点马鲛耳石横截面从核心到边缘进行了分析,并结合耳石微结构分析比较各测定元素与钙的比值在不同生活史阶段的变化。结果显示,测定的Li、Na、Mg、Fe、Co、Sr和Ba含量在耳石上均呈非均匀分布,但Ba∶Ca比值从核心到边缘波动较大(2.13～5.05μmol/mol),总体为核心(0～40μm)部分高,核心向外(40～320μm)部分快速下降,其余部分(320～1 440μm)低。Ba∶Ca比值在不同生活史阶段间表现出了显著性差异,孵化阶段明显高于越冬和产卵阶段。相较其他元素,Ba元素更适合作为标志性元素重建蓝点马鲛生境履历。根据Ba∶Ca比值重建了黄海南部蓝点马鲛的生境履历,结果发现它们在胚胎发育和孵化阶段生活在高Ba浓度生境,早期发育阶段游离近岸高Ba浓度生境,随后的生长发育阶段则会长期处于Ba浓度稍低的生境进行越冬和产卵洄游。

赣江发现溯河洄游型刀鲚(Coilia nasus)

基于鱼类江海洄游与否的电子探针耳石锶和钙微化学判别手段,对2020年5月采于赣江炉子窑江段的21尾刀鲚的生态表型进行了生活史重建的探索.研究发现,16尾为典型的溯河洄游型刀鲚,其占总刀鲚标本数量的比例达76%,远高于迄今鄱阳湖及其通湖水系所报道的相关比率.赣江中应该存在洄游型刀鲚的产卵场.这些首次确证了赣江中溯河洄游型刀鲚的存在,并体现出了在长江生态大保护及2019年2月1日业已开始的相关禁渔等国策下,赣江水域洄游型刀鲚资源量和栖息地有恢复向好的趋势.宜尽快开展赣江下游相关类群分布区和产卵场等及水利工程、河道挖沙等潜在威胁因素影响的全面调查,以便有效保护该水域的刀鲚资源及其关键栖息地.

长江口近岸水域鮻耳石的元素组成

为了解长江口近岸水域鮻耳石的元素组成特征,采用激光剥蚀电感等离子质谱法对长江口近岸水域1~6年龄的13个鮻样本的耳石进行了检测。结果表明:鮻耳石中共检测到47种元素,含量前10位的元素依次为钙(Ca)、钠(Na)、锶(Sr)、铁(Fe)、钡(Ba)、镁(Mg)、锰(Mn)、铬(Cr)、锌(Zn)和锂(Li)。其中,Ca是含量最高且最稳定的元素,占检出元素总量的98.9%。鮻耳石含量前10位的元素在雌雄间不存在显著性差异(P>0.05),表明雌雄间存在相同的生活履历。基于耳石核心区Sr和Ca的含量比值,推测长江口近岸水域鮻的产卵孵化场位于潮间带淡水和半咸水水域。研究结果为长江口鮻的生境履历重建提供了基础数据和参考。

太湖及洪泽湖太湖新银鱼耳石元素锶钙比的比较研究

利用元素电子显微探针分析技术,对南太湖(白雀乡水域)、北太湖(吴塘门至乌龟山水域)以及洪泽湖(老子山水域)的太湖新银鱼(Neosalanx taihuensis)的矢耳石进行了元素微化学分析,如锶及钙元素分布、积累、浓度比等特征的比较研究。元素定量线分析和面分布分析结果均直观而明显地表明,北太湖太湖新银鱼的个体可以分为两种类型,一类耳石具高锶钙比(21.41±0.50,N=4),另一类耳石具低锶钙比(1.64±0.12,N=5);南太湖个体耳石的锶钙比值居中(3.12±0.07,N=10);而洪泽湖个体耳石的锶钙比普遍偏高(5.42±0.32,N=9)。这些个体类别间锶钙比值的差异均显著(P<0.05)。此外,洪泽湖个体耳石标本有高锶环的存在,而太湖个体耳石中锶的分布水平较均一化。上述结果显示,一方面太湖和洪泽湖太湖新银鱼耳石锶钙比类型差异明显;另一方面太湖不同水域太湖新银鱼耳石的锶钙比类型亦不尽相同;反映出耳石锶钙比特征具有可以用来区别太湖新银鱼不同水域资源群体的潜力。

长江、赣江鲢幼鱼耳石核区元素指纹特征分析及其在群体识别中的应用研究

采用激光剥蚀电感耦合等离子质谱分析技术(LA-ICP-MS)对2012、2014及2016年采自长江、赣江的鲢幼鱼耳石核区微量元素(Sr、Ba、Mg、Na、Si、Cr、Mn、Ca、Zn)进行了测定分析。结果显示:长江、赣江鲢幼鱼耳石核区4种微量元素与钙元素的比值(Sr∶Ca、Ba∶Ca、Si∶Ca、Mg∶Ca)在同一水体年际间基本不变,但不同水体(长江、赣江)鲢幼鱼群体间存在显著性差异,其中,Si∶Ca和Sr∶Ca比值对群体识别的贡献率最大。应用这4种元素比值的线性判别分析(LDFA)对长江鲢幼鱼群体整体判别成功率为92. 11%,其中对2012年、2014年、2016年样本的判别成功率分别为:92. 31%、93. 33%、90. 91%;对赣江鲢幼鱼群体整体判别成功率为92. 31%,其中对2012、2014、2016年样本的判别成功率分别为:80. 00%、96. 77%、93. 75%。研究表明,这4种元素比值可以作为识别长江和赣江鲢群体的环境元素指纹,LA-ICP-MS耳石元素指纹分析技术用于识别长江、赣江鲢群体确实有效可行。