海洋酸化與UV輻射對(duì)幾種浮游生物的影響及其機(jī)制.pdf

1、全球變化背景下，海洋酸化、UV輻射增強(qiáng)、上層海洋升溫、上部混合層變淺等一系列海洋環(huán)境變化，會(huì)對(duì)海洋初級(jí)及次級(jí)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。盡管這些因子的生理生態(tài)效應(yīng)被廣泛關(guān)注，但在多因子疊加對(duì)海洋浮游生物的復(fù)合性影響方面，尚缺乏認(rèn)識(shí)。為此，本文以模式硅藻三角褐指藻（Phaeodactylumtricornutum）為研究材料，探討了海洋酸化、營(yíng)養(yǎng)鹽限制及UV輻射對(duì)其生長(zhǎng)、光合的影響;在此基礎(chǔ)上，開(kāi)展了橈足類對(duì)海洋酸化響應(yīng)的研究，探討了其行為、生

2、理等對(duì)酸化等環(huán)境變化的響應(yīng)，進(jìn)而探討了酸化對(duì)食物鏈過(guò)程的影響。主要結(jié)果如下:
　　 盡管營(yíng)養(yǎng)鹽限制導(dǎo)致三角褐指藻細(xì)胞粒徑、體積變小，生長(zhǎng)速率及色素含量降低，但在酸化(pCO2由390升高至1000μatm，pH從8.18降低到7.85)條件下，高、低氮下生長(zhǎng)的細(xì)胞粒徑與體積沒(méi)有顯著變化，生長(zhǎng)速率及色素含量也未發(fā)生變化。然而，酸化處理，下調(diào)了該藻的無(wú)機(jī)碳濃縮機(jī)制(CCM)，在營(yíng)養(yǎng)限制條件下，使其進(jìn)一步下調(diào)，且增加了其呼吸速率;其結(jié)

3、果，導(dǎo)致細(xì)胞的C/N比顯著升高（餌料價(jià)值下降）。在此基礎(chǔ)上，再增加UV輻射脅迫時(shí)，酸化及營(yíng)養(yǎng)鹽限制協(xié)同降低了細(xì)胞的光化學(xué)效率和固碳量，并增加了UVB抑制率，使得光系統(tǒng)修復(fù)與損傷的比率明顯下降。
　　 橈足類太平洋紡錘水蚤(Acarticapacifica)和日本虎斑猛水蚤（Tigriopusjaponicus)，在遇到UV輻射脅迫時(shí)，能主動(dòng)水平方向移動(dòng)，躲避于無(wú)UV輻射區(qū)。這種躲避行為，不受酸化或性別的影響。當(dāng)處于酸化(pH≤7

4、.6)與非酸化(pH8.15)海水界面時(shí)，瘦尾胸刺水蚤(Centropagestenuiremis)能感受到高pCO2/低pH的化學(xué)變化，表現(xiàn)出躲避酸化海水的行為。另外，酸化處理導(dǎo)致該浮游動(dòng)物的呼吸及攝食速率升高。
　　 用細(xì)胞C/N比不同（餌料價(jià)值不同）的三角褐指藻喂養(yǎng)橈足類的研究發(fā)現(xiàn)，酸化（同上）條件下，用高C/N比（餌料價(jià)值低）的細(xì)胞飼養(yǎng)日本虎斑猛水蚤（Tigriopusjaponicus），其體長(zhǎng)變短，無(wú)節(jié)幼體期到橈足幼

5、體期所需的時(shí)間縮短，排糞量整體呈增加趨勢(shì)，糞粒體積呈降低趨勢(shì)，單位個(gè)體有機(jī)C及N含量降低。
　　 酸化與UV輻射疊加并未對(duì)日本虎斑猛水蚤存活率產(chǎn)生影響，但導(dǎo)致其無(wú)節(jié)幼體產(chǎn)量下降，糞粒產(chǎn)量與體積增加。這種現(xiàn)象，僅僅在雌性個(gè)體中得到觀察，而雄性個(gè)體，在酸化與UV輻射處理后，糞粒產(chǎn)量與體積都降低。
　　 酸化與溫度疊加，并未影響日本虎斑猛水蚤的存活率，但協(xié)同增加了其呼吸速率。熱激蛋白Hsp70及Hsp90含量隨溫度升高而增加，