茎柔鱼(Dosidicus gigas)为大洋性经济头足类,广泛分布在东太平洋,资源丰富,是我国远洋鱿钓渔业的重点捕捞对象之一。其在东太平洋生态系统中占有重要地位,是凶猛的捕食者,也是大型鱼类和哺乳动物等的捕食对象。近年来茎柔鱼产量维持着上升趋势,但其资源量年间波动剧烈,受气候和环境变化影响明显。尽管多国学者已开展茎柔鱼年龄结构、遗传进化和繁殖发育等基础性研究,对其基础生物学信息已有一定认识,然而对其摄食生态的研究仍仅处于胃含物分析等初级阶段,更缺乏对不同海域茎柔鱼摄食洄游规律及资源对气候变化响应机制的深入研究。因此了解和掌握茎柔鱼的群体结构、个体(群体)间营养生态位分化及其对气候变化的响应机制,有助于认识茎柔鱼在东太平洋生态系统中的地位及差异化生存策略,为其资源可持续开发和科学管理提供理论支持。本论文根据2009年和2013~2015年在东太平洋不同海域采集的茎柔鱼样品,根据其软、硬组织(肌肉、耳石和内壳)各自的特点,结合多种生物化学示踪物技术对东太平洋茎柔鱼开展摄食生态研究:比较分析东太平洋赤道海域、秘鲁和智利外海的茎柔鱼肌肉脂肪酸组成和碳、氮稳定同位素比值(δ13C和δ15N)的差异并探讨造成该差异的主要因素,利用生物化学示踪物对茎柔鱼进行群体划分;以秘鲁外海茎柔鱼内壳“整体”(bulk)和氨基酸δ15N值及其主要摄食器官(组织)的形态数据,分析茎柔鱼雌、雄个体在生活史早期发育过程中摄食器官(组织)形态差异和食性变化模式,结合胴体与性腺状态指数阐释茎柔鱼性别分化的潜在机制;通过对3个海域的茎柔鱼内壳形态进行测量,比较内壳形态的群体间差异,分析内壳形态特征与海洋环境因子的关系,并构建各地理群体内壳叶轴生长方程;以不同地理群体的内壳稳定同位素比值和肌肉氨基酸δ15N值,对比各地理群体的营养地位,分析各群体资源利用方式差异,并探究该差异与栖息海域环境因子的关系;利用不同年份的秘鲁外海茎柔鱼内壳稳定同位素比值时间序列,比较分析异常环境条件下(厄尔尼诺事件)茎柔鱼营养模式变化。具体研究结果如下:(1)不同海域的茎柔鱼肌肉脂肪酸组成和稳定同位素比值均存在差异,这种空间异质性与茎柔鱼栖息海域的环境条件(海水温度和初级生产力)、食物来源和个体能量需求差异有关。逐步判别分析结果显示δ15N、C16:1n7、C17:1n7、C18:2n6、C20:1n6和C20:4n6可用于茎柔鱼地理溯源。并证明了联合利用脂肪酸和稳定同位素分析追溯头足类来源,判别地理群体的可行性,同时说明了茎柔鱼食物的选择机制的空间异质性。(2)对秘鲁外海茎柔鱼内壳连续片段的δ13C和δ15N值和摄食器官(组织)的形态参数分析发现,雌、雄个体洄游行为相似而营养模式存在差异,雌性个体具有较大的摄食器官(组织)和较高的δ15N值,表明其具有更强的能力捕食较高营养级食物并获得更多能量,而根据内壳氨基酸δ15N值计算的相对营养级指数也显示相同个体大小的雌性茎柔鱼处于较高营养级。这种模式可以降低同一栖息地中茎柔鱼的种内竞争,也导致了其雌、雄个体在生活史过程中出现营养生态位分化。(3)东太平洋赤道海域、秘鲁和智利外海的茎柔鱼内壳形态存在空间异质性,与栖息海域的海表温度、叶绿素浓度和海流流速有关,海表温度较高的海域和充足的食物更有利于内壳沿胴体方向生长。而相对较长的内壳尾锤可为鳍提供足够的支撑以适应流速较高的海域。根据内壳生长的空间异质性,分别建立3个地理群体内壳叶轴生长方程。(4)根据各地理群体对应的内壳叶轴生长方程进行连续切割,测定内壳片段δ15N和δ13C值。稳定同位素序列显示各地理群体内个体间摄食均存在差异,与个体特异的摄食和洄游行为有关。对营养生态位和肌肉氨基酸δ15N值比较发现,不同地理群体在其所处生态系统中具有不同的营养地位,智利外海个体营养级较高,但与秘鲁外海个体摄食生态位存在重叠,而中东太平洋赤道海域个体由于食物来源和栖息环境的特殊性具有相对独立的摄食生态位。(5)不同年份的秘鲁外海茎柔鱼δ15N和δ13C值均存在波动和个体间差异。茎柔鱼在不同稳定同位素基线海域间的洄游活动对其内壳δ15N和δ13C值影响较大,其次与个体生长过程中的食性变化相关。厄尔尼诺时期茎柔鱼内壳稳定同位素序列和营养生态位与正常年份存在显著差异,这可能因为厄尔尼诺的发生会缩减茎柔鱼摄食与洄游的空间和时间,进而造成其摄食模式变化。这些结果证明了基于时间的连续内壳取样可以回溯茎柔鱼个体生长过程中特殊事件的影响,并且其稳定同位素比值更易受到洄游的影响。通过将生长信息和生物化学示踪物相结合,可以较好的开展茎柔鱼群体对气候变化影响的摄食生态研究。本论文实现了对茎柔鱼各地理群体食物来源、个体发育食性转换和营养关系的定量分析,从个体及群体水平揭示了东太平洋茎柔鱼在生态系统中的营养地位、差异化生存策略及摄食规律对环境变化的响应机制。研究结果可对选择合适的渔业管理方式,增强对茎柔鱼资源掌控能力,提升我国在国际区域渔业资源管理组织中的决策权提供理论基础。同时,本研究建立了一套系统科学的基于软、硬组织的大洋性鱿鱼类的摄食生态研究理论和方法,可为其他短生命周期生物的摄食生态研究和基于生态系统的科学管理提供参考。