虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)为冷水性双壳贝类，原主要分布于日本北海道及本洲北部、朝鲜、俄罗斯千岛群岛南部水域。1982年，辽宁省海洋水产研究所从日本北海道引入虾夷扇贝(王庆成等, 1982)，并在辽宁、山东等北方沿海展开大范围、规模化人工增养殖(张福绥等, 1984)。因其品质好、价值高，经过30多年的养殖推广，虾夷扇贝已成为我国重要海洋经济贝类之一，并逐步适应渤海及黄海北部海域的生存环境且繁衍定居下来(常亚青等, 2007;李文姬等, 2007;周界衡, 2012¹⁾)。

1) Zhou JH. Preliminary study on structure and characteristic of yesso scallop industry in Liaoning. Master´s Thesis of Ocean University of China, 2012 [周界衡. 辽宁虾夷扇贝产业结构与特征的初步研究. 中国海洋大学硕士研究生学位论文, 2012]

虾夷扇贝在引进和本地化过程中，其栖息环境和群体间关系发生较大变化。其原产地为日本青森、北海道及宫城等，地处41°N左右(刘永丰, 1983)，水温范围为5-20℃，最适生长温度为10-15℃。虾夷扇贝在中国的主要定居地山东长岛、獐子岛、海洋岛及旅顺等，地处37°-39°N，该海域水温范围较大(1-27℃) (袁有宪等, 2000;张绪东等, 2015)。栖息环境的变化直接影响贝类的摄食习性和生长发育(李文姬等, 2012)，为了在新的生态环境中生存，虾夷扇贝势必产生一系列的适应性进化，但国内外尚无关于生态环境适应性研究报道。因此，全面了解作为外来种的虾夷扇贝的生态适应过程，摸清养殖过程中定居地满足其生长发育所需要的生态环境条件，才能够更好地保障中国虾夷扇贝养殖业的健康可持续发展。

动物组织的碳、氮稳定同位素结果可以反映动物在生命过程中由于摄取的不同食物经过新陈代谢、消化吸收的累积，及其所处海域环境因素的差异对其自身产生的影响(蔡德陵等, 2002、2005)。稳定同位素示踪技术(Stable isotope tracer technique)已经广泛用于人类和动物的营养学、临床医学和生态系统学研究等诸多领域(Deniro et al, 1977;蔡德陵等, 2002;李忠义等, 2005; Benstead et al, 2006)。大量研究表明，碳稳定同位素与群体的可食用性代谢源有直接的关系，消费者的δ¹³C值与其食物源相似，平均富集度约为0-1‰，可用作食物来源的良好示踪参数(Peterson et al, 1987;蔡德陵等, 2005;郭旭鹏等, 2007)；氮稳定同位素每经一个营养级的传递将发生2‰-4‰的富集，可用作分析食物来源的参考(Peterson et al, 1987; Hobson et al, 1992)。因此，研究不同群体间的碳、氮稳定同位素水平，不仅能反映出生物体本身的食物来源，也能间接体现出其生活环境的差异乃至摄食习性的不同(Hobson et al, 1992)，就如同天然的标签，直接代表了该群体生活海域的生态环境(纪炜炜等, 2013)。本研究拟通过测定中国虾夷扇贝定居群体、底播增殖群体、人工选育群体及原产地日本群体的碳、氮稳定同位素值，分析不同生活海域的虾夷扇贝群体间的食性差异和环境条件差异，以期阐明虾夷扇贝在中国北黄海定居的生态适应过程，为提升中国虾夷扇贝养殖产业的经济效益和促进产业的可持续发展提供有益借鉴。

虾夷扇贝样品分别取自中国北黄海海域的辽宁獐子岛、山东长岛、辽宁海洋岛等地的底播群体，辽宁旅顺自然群体以及“獐子岛红”人工选育群体，原产地日本青森县陆奥湾自然群体(表 1)。样本采集后，冰冻保存、运输至实验室，-20℃保存。每个取样地点随机选取10个虾夷扇贝样品进行解剖处理，取闭壳肌及内脏团组织，分别放入5 ml EP管中，-20℃保存，以备后续实验使用。

表 1(Tab. 1)

表 1 虾夷扇贝样品的基本信息 Table 1 Basic information of P. yessoensis samples 序号Number 代码Code 采样地点Sampling place 采样时间Sampling time 年龄Age 样品类型Sample type 样品数量(个) Sample size(ind) 1 CD1 长岛Changdao 2015-08 4 底播增殖Bottom sowing culture 10 2 CD2 长岛Changdao 2015-08 3 底播增殖Bottom sowing culture 10 3 HYD 海洋岛Haiyangdao 2015-07 3 底播增殖Bottom sowing culture 10 4 ZZD1 獐子岛Zhangzidao 2015-07 5 底播增殖Bottom sowing culture 10 5 ZZD2 獐子岛Zhangzidao 2015-07 4 底播增殖Bottom sowing culture 10 6 ZZD3 獐子岛Zhangzidao 2015-07 2 底播增殖Bottom sowing culture 10 7 ZZH 獐子岛Zhangzidao 2015-07 3 人工选育Artificial breeding 10 8 LS 旅顺Lvshun 2015-07 2 自然定居Natural colonized 10 9 JP 日本Japan 2016-03 4 原产地Origin 10

表 1 虾夷扇贝样品的基本信息 Table 1 Basic information of P. yessoensis samples

每个取样点取20 mg闭壳肌，并将10份样品混合，经蒸馏水清洗后，60℃烘干48 h脱水，干燥样品用研钵充分研磨成粉状(可过100目筛)，于干燥器中常温保存待测。虾夷扇贝内脏团样品做相同处理。

本研究采用相对测量法检测样品中的稳定同位素，所测样品的同位素比值与国际标准做比较，结果为样品的同位素比率，定义为样品与标准物之间偏差的千分数(‰)，并以国际通用的δ值形式(δ¹³C、δ¹⁵N)表示(金鑫, 2011)¹⁾。样品的稳定性同位素分析采用Isoprime-100稳定同位素比质谱仪进行测定，待测样品在仪器中经气化、纯化、电离等分析，每份样品均重复测定5次作为平行实验：

1) Jin X. Plankton food web analysis of the East China Sea and the Yellow Sea using analyses of fatty acids and stable isotopes. Masterxs Thesis of Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, 2011[金鑫.黄东海浮游食物网的初步研究——基于脂肪酸标记法和碳氮稳定同位素比值法.中国科学院研究生院(海洋研究所)硕士研究生学位论文, 2011]

式中，X为¹³C或¹⁵N，R_样品为所测样品的¹³C/¹²C或¹⁵N/¹⁴N，R_标准为标准物同位素比值。

对各个取样点虾夷扇贝闭壳肌及内脏团稳定同位素数据分别进行单因素方差分析(One-way ANOVA)，采用SNK (Student-Newman-Keuls)检验，判别各个群体间的关系，并以碳、氮同位素比值为指标进行聚类分析，判别各站位的相关关系，以获得聚类分析的结果。所有数据分析均由SPSS 17.0软件完成，P < 0.05为差异显著。本研究中，日本和中国虾夷扇贝生长海域环境因素差异情况参考已有文献报道(陈思行, 1988;张雪, 2013¹⁾; 张绪东等, 2015)，本研究未测定其实际的环境因子。

1) Zhang X. Study on phytoplankton community structure and the relationship with feeding habits of Patinopecten yessoensis in the waters adjcent to Zhangzidao Island. Master s Thesis of Shanghai Ocean University, 2013 [张雪.獐子岛邻近水域浮游植物群落结构及其与虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)食性关系的研究.上海海洋大学硕士研究生学位论文, 2013]

本研究对虾夷扇贝定居地及其原产地不同群体分别进行了碳、氮稳定同位素比值的测定，结果发现(表 2和表 3)，虾夷扇贝各群体的闭壳肌δ¹³C值为-20.47‰±0.66‰，内脏团的δ¹³C值为-24.13‰±2.41‰；闭壳肌的δ¹⁵N值为8.52‰±1.32‰，内脏团的δ¹⁵N值为7.26‰±0.49‰。

表 2(Tab. 2)

表 2 虾夷扇贝内脏团碳氮稳定同位素及HSD检测 Table 2 Stable isotopes in the visceral mass of P. yessoensis and its HSD determination 内脏团碳稳定同位素δ13C of visceral mass 内脏团氮稳定同位素δ15N of visceral mass 代码Code 范围Range 标准差Standard deviation 平均值Mean value Alpha=0.05 代码Code 范围Range 标准差Standard deviation 平均值Mean value Alpha=0.05 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 HYD -25.84~—25.56 0.12 -25.706 ** CD1 6.15~6.46 0.13 6.324 ** ZZD1 -25.31~—24.73 0.24 -25.598 ** LS 7.64~7.79 0.06 6.802 ** LS -24.92—24.59 0.13 -25.450 ** ** ZZD3 6.83~7.14 0.12 6.984 ** ** ZZD2 -25.96—25.00 0.42 -25.016 ** ** CD2 6.97~7.40 0.15 7.158 ** ** ZZH -25.55~—25.25 0.12 -24.776 ** HYD 7.21~7.54 0.14 7.386 ** ** ZZD3 -24.80~—24.47 0.12 -24.662 ** ZZD1 7.68~7.80 0.04 7.588 ** CD2 -24.58~-23.72 0.34 -24.146 ** JP 7.62~7.78 7.69 7.694 ** CD1 -24.28~—23.80 0.2 -23.920 ** ZZH 6.61~7.01 0.15 7.698 ** JP -17.99~-17.86 0.05 —17.910 ** ZZD2 7.43-7.87 0.19 7.736 ** Significance 0.679 0.087 0.268 0.802 1.000 Significance 1.000 0.375 0.434 0.131 0.247 0.643 注：同一列**标注为同一分组，下同 Note: The same column marked with **indicated the same group, the same as below

表 2 虾夷扇贝内脏团碳氮稳定同位素及HSD检测 Table 2 Stable isotopes in the visceral mass of P. yessoensis and its HSD determination

表 3(Tab. 3)

表 3 虾夷扇贝闭壳肌碳氮稳定同位素及HSD检测 Table 3 Stable isotopes in the adductor muscle of P. yessoensis and and its HSD determination 闭壳肌碳稳定同位素δ13C of adductor muscle 闭壳肌氮稳定同位素δ15N of adductor muscle 代码Code 范围Range 标准差Standard deviation 平均值Mean value Alpha=0.05 代码Code 范围Range 标准差Standard deviation 平均值Mean value Alpha=0.05 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 JP -22.26~—21.74 0.21 -21.922 ** JP 5.19~5.60 0.18 5.398 ** CD1 -21.28~—21.15 0.05 -21.226 ** CD1 7.92~8.08 0.07 7.98 ** CD2 -20.32~—20.22 0.05 -20.27 ** CD2 8.09-8.23 0.05 8.158 ** LS -20.24~—20.13 0.04 -20.266 ** ZZD3 8.54-8.79 0.09 8.676 ** ZZD2 -19.91~—19.87 0.02 -20.198 ** LS 9.19~9.39 0.09 8.734 ** HYD -20.30~-20.09 0.08 -20.182 ** HYD 8.93~9.11 0.09 9.036 ** ZZH -20.32~—20.21 0.04 -20.168 ** ZZH 8.71~8.76 0.02 9.300 ** ZZD3 -20.27~—20.06 0.09 -20.142 ** ZZD2 9.85~9.99 0.06 9.478 ** ZZD1 -20.27~—20.08 0.08 -19.886 ** ZZD1 9.37~9.60 0.08 9.908 ** Significance 1.000 1.000 0.254 1.000 Significance 1.000 0.083 0.983 1.000 0.083 1.000

表 3 虾夷扇贝闭壳肌碳氮稳定同位素及HSD检测 Table 3 Stable isotopes in the adductor muscle of P. yessoensis and and its HSD determination

依据HSD检验法(忠实显著性差异)检验分析结果，对虾夷扇贝9个地理群进行群组划分。结果显示，依据内脏团δ¹³C值，9个取样点可以明显的分为5个群组，第1群组包括HYD群体、ZZD1群体和LS群体，该组的δ¹³C值最低。第2群组的2个群体中，LS群体为与第1群组所共有，ZZD2群体为与第3群组所共有。第3群组包括ZZD2群体、ZZH和ZZD3群体。CD1和CD2群体单独划分为第4群组，为中国群体中δ¹³C值最高的群组。JP群体单独成为第5群组，其δ¹³C值显著高于其余群组。依据内脏团δ¹⁵N值可以将9个取样点划分为6个群组，CD1群体单独为第1群组，为所有群体中δ¹⁵N值最小的群体，其余包含JP群体在内的8个群体，相互差异均较小，虽然在0.05显著性水平下呈现为5个不同的群组，但是各个群组相互间均有同质性的群体交叉于2个群组存在(表 2)。

根据闭壳肌碳稳定同位素划分，JP群体独自为群组1，为所有群体内δ¹³C值最小的群体，中国8个群体间则呈现出较高的一致性，仅CD1群体、ZZD1群体分别与其余各群体间差异显著(P < 0.05)，各自形成单独的群组，其余的6个中国群体间差异不显著(P > 0.05)，形成1个群组。闭壳肌氮稳定同位素的群体间差异相对较明显，9个群体在0.05的显著性水平下可划分为6个群组，群组1仅有JP群体1个群体，且其δ¹³N值最低。CD1和CD2 2个群体间没有明显差异，为第2群组。ZZD3和LS群体间没有明显差异，为第3群组，HYD群体单独为第4群组，ZZH群体和ZZD2群体为第5群组，ZZD1群体为第6群组，且其δ¹³N值最高(表 3)。

基于地理位置对9个群体进行单因素方差分析，结果显示，虾夷扇贝闭壳肌和内脏团碳、氮稳定性同位素比值的变化受到地理位置的影响较大(表 4和表 5)。99.23%内脏团碳稳定同位素比值的差异可以由地理位置来解释，地理位置因素的主效应显著(F=579.068, P < 0.001)；94.36%的内脏团氮稳定同位素比值差异可以由地理位置因素解释，地理位置因素的主效应显著(F=75.218，P < 0.001)。97.89%的闭壳肌稳定同位素比值差异可以由地理位置因素解释，地理位置的主效应显著(F=259.914, P < 0.05)；99.57%的闭壳肌稳定同位素氮比值差异可以由地理位置因素解释，地理位置的主效应显著(F=1043.140, P < 0.001)。说明虾夷扇贝样品测得的碳氮稳定同位素比值体现的差异性呈现明显的地理相关性，各虾夷扇贝群体具有明显的地理群体差异。

表 4(Tab. 4)

表 4 虾夷扇贝内脏团碳稳定性同位素ANOVA分析 Table 4 ANOVA analysis of stable isotopes in the visceral mass of P. yessoensis Source 内脏团稳定性同位素碳δ13C of visceral mass 内脏团稳定性同位素氮δ15N of visceral mass Type Ⅲ sum of square df Mean square F Sig. Type Ⅲ sum of square df Mean square F Sig. Corrected model 232.996a 8 29.125 579.068 0 9.513a 8 1.189 75.218 0 Intercept 26204.939 1 26204.939 521018.975 0 2374.021 1 2374.021 150169.978 0 Places 232.996 8 29.125 579.068 0 9.513 8 1.189 75.218 0 Error 1.811 36 0.050 0.569 36 0.016 Total 26439.746 45 2384.103 45 Corrected total 234.807 44 10.082 44 a. adjusted R2=0.992 a. adjusted R2=0.931

表 4 虾夷扇贝内脏团碳稳定性同位素ANOVA分析 Table 4 ANOVA analysis of stable isotopes in the visceral mass of P. yessoensis

表 5(Tab. 5)

表 5 虾夷扇贝闭壳肌碳稳定性同位素ANOVA分析 Table 5 ANOVA analysis of stable isotopes in the adductor muscle of P. yessoensis Source 闭壳肌碳稳定性同位素δ13C of adductor muscle 闭壳肌稳定性同位素氮δ15N of adductor muscle Type Ⅲ sum of square df Mean square F Sig. Type Ⅲ sum of square df Mean square F Sig. Corrected model 17.291a 8 2.161 259.914 0 69.793a 8 8.724 1043.140 0 Intercept 18862.082 1 18862.082 2268288.860 0 3265.546 1 3265.546 390459.826 0 Places 17.291 8 2.161 259.914 0 69.793 8 8.724 1043.140 0 Error 0.299 36 0.008 0.301 36 0.008 Total 18879.672 45 3335.640 45 Corrected total 17.590 44 70.094 44 a. adjusted R2=0.983 a. adjusted R2=0.995

表 5 虾夷扇贝闭壳肌碳稳定性同位素ANOVA分析 Table 5 ANOVA analysis of stable isotopes in the adductor muscle of P. yessoensis

根据虾夷扇贝每个取样点所测得数据，构建碳、氮稳定同位素比值的散点分布图(图 1和图 2)。闭壳肌和内脏团碳、氮分析中，日本群体均独自形成明显的分群，说明日本群体和中国群体间的群体结构差别较大。综合δ¹³C值和δ¹⁵N值分析(表 2和表 3)，日本群体和中国群体间的内脏团稳定性同位素的差异性在δ¹³C值上表现较为明显，而闭壳肌稳定同位素在δ¹³C值和δ¹⁵N值上与中国群体间差异均较为明显。

图 1(Fig. 1)

图 1 内脏团碳、氮稳定同位素散点图 Figure 1 δ13C versus δ15N of the visceral mass of

图 1(Fig. 1)

图 2 闭壳肌碳、氮稳定同位素散点图 Figure 2 δ13C versus δ15N of the adductor muscle of P. yessoensis across all locations

说明虾夷扇贝日本群体与中国群体在相应的生活海域其食性已经发生较大改变。对于中国各群体而言，群体间的差异性较小，呈现较高的混杂性，旅顺自然群体相对于中国各养殖群体并未出现明显的差别，且与獐子岛海域养殖群体相似度较高。

本研究分析了中国定居的虾夷扇贝的7个人工增养殖群体及1个自然群体的群体稳定性同位素组成，并对比其原发群(日本自然群体)。经单因素方差分析、样本SNK检验，结果显示，在0.05的显著性水平下，9个虾夷扇贝群体间的差异性相对较为明显，数值上呈现出一定的分组现象，且组内呈现较高的同质性(P > 0.05)、组间则具有明显的差异性(P < 0.05)。基于地理位置对9个群体的碳、氮稳定同位素值分别进行单因素方差分析，以确定群体间稳定性同位素值出现差异是否由地理位置不同所导致，确定地理位置作为效应因素时的效应性。结果表明，无论是闭壳肌还是内脏团的碳、氮稳定性同位素比值，其地理位置因素的主效应性均表现为显著水平(P < 0.05)，最少94.36%的差异性可由地理位置不同来解释。Wang等(2016) 对小黄鱼(Larimichthys polyactis)群体的地理位置识别研究得出相同的结论；Killingley等(1980) 利用δ¹⁸O研究加利福尼亚灰鲸(Eschrichtius gibbosus)在不同海域的生活情况，也得出类似的结论。然而，本研究的虾夷扇贝闭壳肌和内脏团稳定同位素比值却并非完全呈现一致的规律性。其主要原因可能是：一方面稳定同位素测定过程中容易受取样时所摄入未来得及消化的食物影响，从而对测定结果产生一定的影响；另一方面，内脏团组织更新时间短，而闭壳肌组织更新时间长，能够反应生物体较长时间甚至一生中对食物中稳定同位素的同化率(颜云榕等, 2012)。

针对虾夷扇贝闭壳肌和内脏团，分别构建碳、氮稳定同位素分布散点图(图 1和图 2)，从图中可以看出，虾夷扇贝日本群体和中国群体间的稳定同位素碳、氮的差异显著，可以明显区分二者。已有研究表明，动物组织的同位素组成除受食物来源的影响外，气候、生活环境和代谢类型等因素同样会对同位素营养富集度产生较大的影响，从而导致不同地域来源的动物组织同位素组成存在差异，这些差异直接代表群体间的生活环境的差异(Adams et al, 2000; McCutchan et al, 2003)。据此可推断，虾夷扇贝在引入中国后其摄食习性已经发生了改变。姜涛等(2015) 采用稳定同位素碳、氧分析长江口不同群体的刀鲚(Coilia nasus)时得出结论表明，δ¹³C值的不同反映不同群体的个体在生活史过程中饵料组成条件上有所不同，分析认为，这可能是由于其生长海域水体饵料组成和丰度的差异以及地理位置的不同所导致的。

在中国8个群体中，仅长岛2个群体稳定性同位素比值与其他6个群体有较大差异，其闭壳肌碳、氮稳定同位素比值均明显低于其余中国群体。这可能与实际地理位置分布中相应的水文环境的差异有着直接的关系，长岛海域与獐子岛和旅顺相比，纬度较低，水温较高，在面对高温的长期本地化过程中，一定程度上会导致其摄食速率及代谢速率的降低。而獐子岛3个群体、海洋岛养殖群体、“獐子岛红”人工选育品种养殖群体以及旅顺自然群体在稳定性同位素比值上并未呈现明显的差别，究其原因，一方面，獐子岛3个群体生长海域相近，水文环境相同，且“獐子岛红”人工选育品种的养殖区就位于獐子岛海域，旅顺海域与獐子岛海域纬度相似、水温相近，两处海域海流活动密切、海洋环境相似(李文姬等, 2008)；另一方面，旅顺自然群体虽然在地理位置上与长岛、獐子岛、海洋岛海区有一定的差别，但是旅顺海区原非虾夷扇贝产区、无虾夷扇贝苗种存在，现有的虾夷扇贝自然群体本质上来源于附近的养殖海域(李文姬等, 2008)。

虾夷扇贝从其原产地进入中国，并逐渐演变成为定居种，面对不同的生存环境，在适者生存、优胜劣汰的过程中，为了更好的在定居地实现定居过程，其生理生化特征也相应发生了一系列的改变。据报道，獐子岛海域2011-2012年浮游植物的浮游细胞数量平均值为1.1×10⁴个/L，其中，硅藻(Bacillariophyta)和甲藻(Dinoflagellate)占浮游植物总数量的大多数(张雪, 2013)¹⁾，而虾夷扇贝中国群体目前主要摄食硅藻(姜绪, 2013)²⁾，所以虾夷扇贝定居群体可以较为容易的获得所需营养水平的饵料。本研究表明，虾夷扇贝定居群体内脏团碳稳定同位素低于其原发群，而闭壳肌碳稳定同位素则呈现为定居群高于原发群的现象。究其原因，可能是由于定居地环境温度相对高于原发地，导致其摄食率、代谢水平下降，而在适应性进化中，其吸收率却出现了一定程度的上升，以保证足够的营养来源。有研究认为，温度变化会对虾夷扇贝的耗氧率、氨氮排泄率及代谢水平产生影响，当超过23℃时虾夷扇贝基本处于不摄食状态(徐东等, 2010a;郝振林等, 2014)；然而温度升高会促使其体内消化酶活性增强，生理代谢处于较高水平，相应地导致吸收率的增加(徐东等, 2010b)。另外，个体较小的扇贝具有更强的高温耐受性(袁有宪等, 2000)，这也可能是虾夷扇贝中国定居群体在适应性进化过程中表现出个体小型化的原因。

1) Zhang X. Study on phytoplankton community structure and the relationship with feeding habits of Patinopecten yessoensis in the waters adjcent to Zhangzidao Island. Masterxs Thesis of Shanghai Ocean University, 2013[张雪.獐子岛邻近水域浮游植物群落结构及其与虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)食性关系的研究.上海海洋大学硕士研究生学位论文, 2013]

2) Jiang X. Study on the growth, food source, oxygen consumption and ammonia excretion of scallop Patinopecten yessoensis Jay. Masterxs Thesis of Nanjing Agricultural University, 2013[姜绪.底播虾夷扇贝的生长、食物来源及呼吸代谢研究.南京农业大学硕士研究生学位论文, 2013]

本研究结果显示，虾夷扇贝定居地群体与原发地群体相比，其闭壳肌氮稳定同位素较高，且均接近已有报道中不同营养级间的δ¹⁵N富集度平均值(3.4‰) (宋固等, 2014)，表明作为定居种的虾夷扇贝在中国海域其营养生态位已经发生了较大的改变。究其原因，一方面，定居地初级生产力的营养组成、饵料组成与原发地不同，导致其营养层次发生改变；另一方面，虾夷扇贝定居群体面对不同的生态环境，其食性改变、生态效率较低，也会导致其营养等级的变化。