農(nóng)業(yè)面源水污染對(duì)水生昆蟲的波動(dòng)性不對(duì)稱的影響.pdf

1、外界環(huán)境壓力、發(fā)育不穩(wěn)定性和波動(dòng)性不對(duì)稱(FA)之間的關(guān)系一直是國際學(xué)者爭論的焦點(diǎn)。水環(huán)境的理化變化和生物變化都會(huì)影響到水生生物的發(fā)育和生存。水生昆蟲作為水環(huán)境的指示生物，不僅種群動(dòng)態(tài)的變化對(duì)于水質(zhì)監(jiān)測具有重要的意義，形態(tài)上的變化也有助于分析水質(zhì)。本文通過分析受環(huán)境脅迫影響的水生昆蟲對(duì)稱性特征的波動(dòng)性不對(duì)稱變化，取得了一系列具有重要意義的結(jié)果： 1．溫度和殺蟲劑對(duì)高齡白狹扇蟌稚蟲波動(dòng)性不對(duì)稱和死亡率的影響 雖然已有學(xué)者研

2、究了殺蟲劑對(duì)豆娘成蟲FA的影響，但是各種環(huán)境壓力相互作用對(duì)豆娘稚蟲FA的影響幾乎無人研究。本文探討了非化學(xué)因子(溫度)和化學(xué)因子(殺蟲劑)對(duì)豆娘稚蟲的影響。本文以兩種方式來測量壓力：常用的的生活史特征(如死亡率)和發(fā)育不穩(wěn)定性(用對(duì)稱性特征的FA來衡量發(fā)育不穩(wěn)定性)。結(jié)果表明，溫度和不同濃度的殺蟲劑僅僅對(duì)一些特征的發(fā)育穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著的影響。在低濃度時(shí)，三個(gè)特征的FA下降，隨殺蟲劑濃度的增大然后又上升。隨著溫度的升高，四個(gè)特征的FA逐漸下

3、降。殺蟲劑和溫度的互作對(duì)五個(gè)特征產(chǎn)生顯著影響。殺蟲劑對(duì)死亡率影響不顯著。溫度越高，死亡率越大。三個(gè)特征的FA同死亡率顯著負(fù)相關(guān)。雖然沒有發(fā)現(xiàn)殺蟲劑濃度對(duì)死亡率的顯著影響，但是本文研究結(jié)果可能同高的死亡率和處理時(shí)間短有關(guān)。因此推斷，如果飼養(yǎng)更長時(shí)間，可能誘導(dǎo)FA產(chǎn)生。如果保證在有壓力的環(huán)境下飼養(yǎng)足夠長時(shí)間，而又沒造成幼蟲大量死亡，F(xiàn)A有可能成為指示壓力的生物指標(biāo)。 2．殺蟲劑1.8％阿維·吡乳油對(duì)低齡白狹扇蟌稚蟲發(fā)育穩(wěn)定性的影響

4、 近年來，淡水系統(tǒng)中農(nóng)藥殘留越來越引起人們的關(guān)注。為了建立水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，有必要測量生物對(duì)不同濃度農(nóng)藥的反應(yīng)。本文通過探討殺蟲劑蚜螨克星(1.8％阿維·吡乳油)對(duì)白狹扇蟌低齡稚蟲波動(dòng)性不對(duì)稱和死亡率的影響，結(jié)果表明，不同濃度的蚜螨克星對(duì)白狹扇蟌稚蟲死亡率影響差異不顯著。8個(gè)特征，僅觸角第3、4節(jié)總長、側(cè)尾鰓長度的波動(dòng)性不對(duì)稱受蚜螨克星濃度影響差異顯著。前足左右腿節(jié)長度之差絕對(duì)值與其平均長度顯著負(fù)相關(guān)，其余7個(gè)特征不顯著負(fù)相關(guān)或正相關(guān)

5、。8個(gè)特征左右兩側(cè)長度之差絕對(duì)值與體長均不相關(guān)。 3．殺蟲劑使用同蟌科稚蟲波動(dòng)性不對(duì)稱變化之間的關(guān)系 本研究用含不同濃度農(nóng)藥峰升(15％殺單·唑磷乳油)的水飼養(yǎng)?？朴紫x一段時(shí)間，對(duì)其波動(dòng)性不對(duì)稱(FA)和死亡率變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，農(nóng)藥處理后的稚蟲死亡率顯著大于對(duì)照死亡率，但是不同濃度農(nóng)藥處理間的幼蟲死亡率無顯著差異；所測量的7個(gè)對(duì)稱性特征(前足腿節(jié)長度、前足脛節(jié)長度、中足腿節(jié)長度、中足脛節(jié)長度、后足腿節(jié)長度、后足

6、脛節(jié)長度、前頦寬度)，僅前足脛節(jié)長度的波動(dòng)性不對(duì)稱受農(nóng)藥濃度影響差異顯著，濃度為15×10<'-9>mg/L的農(nóng)藥處理的前足脛節(jié)長度的FA顯著大于2個(gè)低濃度FA；所有特征左右兩側(cè)大小之差絕對(duì)值與兩側(cè)平均大小、體長無顯著相關(guān)；所有特征左右兩側(cè)平均大小都與體長顯著正相關(guān)；波動(dòng)性不對(duì)稱同死亡率無顯著相關(guān)。因此得出結(jié)論，亞致死劑量的殺蟲劑可以誘導(dǎo)?？浦上x前足脛節(jié)產(chǎn)生波動(dòng)性不對(duì)稱，也就是說，可以將前足脛節(jié)的FA作為監(jiān)測殺蟲劑壓力的一種指標(biāo)。

7、 4．農(nóng)業(yè)面源污染對(duì)蜉蝣稚蟲對(duì)稱性特征的影響 通過分析農(nóng)業(yè)面源水污染對(duì)兩種蜉蝣稚蟲對(duì)稱性特征的影響，得出以下結(jié)論：分布在溪流下游的紅斑似動(dòng)蜉5個(gè)特征(前足腿節(jié)長度、前足腿節(jié)寬度、前足脛節(jié)長度、前足脛節(jié)寬度、前足跗節(jié)長度)的波動(dòng)性不對(duì)稱(FA)顯著小于上游FA，而溪流下游斜紋似動(dòng)蜉前足脛節(jié)長度的波動(dòng)性不對(duì)稱顯著大于上游FA。又對(duì)溪流下游兩種蜉蝣稚蟲的波動(dòng)性不對(duì)稱作了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)斜紋似動(dòng)蜉前足脛節(jié)寬度的FA顯著大于紅斑似動(dòng)蜉的F

8、A。由此我們推測，紅斑似動(dòng)蜉比較耐污染，斜紋似動(dòng)蜉對(duì)水污染相對(duì)比較敏感。波動(dòng)性不對(duì)稱的變化不僅同農(nóng)業(yè)面源污染程度有關(guān)，還同指示生物的耐污程度有關(guān)。同樣遺傳背景的生物體在最佳環(huán)境下波動(dòng)性不對(duì)稱變化最小。 5．安吉縣面源水污染對(duì)三帶短脈紋石蛾成蟲對(duì)稱性特征的影響 通過分析浙江省安吉縣溪流上下游三帶短脈紋石蛾成蟲對(duì)稱性特征的變化，結(jié)果表明：三帶短脈紋石蛾成蟲觸角2、3、4節(jié)總長和中足脛節(jié)長度的|R-L|與它們的大小(R+L)/

9、2顯著負(fù)相關(guān)；4個(gè)采樣點(diǎn)雌雄成蟲一些特征的波動(dòng)性不對(duì)稱Fluctuating asyanmctry (FA)存在顯著差異。點(diǎn)1雄成蟲1個(gè)特征前翅第5叉長度FL5的波動(dòng)性不對(duì)稱顯著大于雌成蟲，而點(diǎn)1特征下顎須2、3、4節(jié)總長MPL、點(diǎn)2特征前足脛節(jié)長度TL1、點(diǎn)3特征下顎須2、3、4節(jié)總長MPL、前翅第5叉長度FL5，點(diǎn)4特征觸角2、3、4節(jié)總長AL，雌成蟲波動(dòng)性不對(duì)稱顯著大于雄成蟲；雌成蟲下顎須2、3、4節(jié)總長和觸角2、3、4節(jié)總長的F

10、A下游顯著大于上游；雄成蟲下顎須2、3、4節(jié)總長的FA也是下游大于上游。 6．殺蟲劑處理沼石蛾科幼蟲41天后對(duì)其對(duì)稱性特征的影響 本研究用含不同濃度殺蟲劑1.8％阿維毗乳油的水處理沼石蛾科幼蟲41天后，對(duì)其波動(dòng)性不對(duì)稱變化(FA)和死亡率進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，Limnephilidae sp中足爪長度TCL2的|R-L|與其大小顯著負(fù)相關(guān)；19個(gè)特征中有18個(gè)特征受農(nóng)藥濃度影響差異顯著，除了特征中足爪長度TCL2，其他特

11、征基本都是低濃度波動(dòng)性不對(duì)稱相對(duì)對(duì)照稍微下降，高濃度農(nóng)藥波動(dòng)性不對(duì)稱大于對(duì)照。Bonferroni (Dunn)t tests表明180×10<'-8>mg/L，的殺蟲劑處理的沼石蛾幼蟲死亡率顯著高于對(duì)照死亡率，其他兩個(gè)濃度的死亡率跟對(duì)照和最高濃度的死亡率差異不顯著。Pearson相關(guān)分析表明所有特征的FA與死亡率無顯著相關(guān)?？傊?，雖然低濃度農(nóng)藥可能沒有對(duì)沼石蛾幼蟲造成壓力，反而促使對(duì)稱性特征更加對(duì)稱，但是高濃度農(nóng)藥使得它們的波動(dòng)性不對(duì)

12、稱上升。 7．殺蟲劑處理沼石蛾科幼蟲110天后對(duì)其對(duì)稱性特征的影響 殺蟲劑稻衛(wèi)(20.2％阿維·唑磷乳油)處理沼石蛾科Limnephilidae sp幼蟲110天后對(duì)其對(duì)稱性特征的變化作了分析，結(jié)果表明幼蟲任一特征的|R-L|與其大小(R+L)/2無顯著相關(guān)；2個(gè)特征(第3腹節(jié)側(cè)面長度ASL和中足爪長度TCL2)受農(nóng)藥濃度影響差異顯著。對(duì)于ASL，Bonferroni(Dunn)t Tests檢測到濃度為2.02×10<

13、'-6>mg/L的殺蟲劑處理的波動(dòng)性不對(duì)稱(FA)顯著大于對(duì)照的FA。對(duì)于TCL2，Bonferroni(Dunn)t Tests檢測到濃度為20.2×10<'-6>mg/L的殺蟲劑處理的波動(dòng)性不對(duì)稱顯著大于2.02×10<'-6>mg/L和對(duì)照的FA；不同濃度殺蟲劑處理Limnephilidae sp幼蟲60天、89天、110天后對(duì)死亡率的影響差異顯著，濃度為2.02×10<'-6> mg/L的殺蟲劑處理死亡率同對(duì)照無顯著差異，但是高

14、濃度死亡率同低濃度差異顯著(P<0.05)，隨著殺蟲劑濃度的增加，死亡率也呈上升趨勢(shì)。沒有發(fā)現(xiàn)FA同死亡率之間的關(guān)系。總之，通過長時(shí)間殺蟲劑處理，沼石蛾科幼蟲的一些對(duì)稱性狀確實(shí)受到了影響。 8．四種新型殺蟲劑對(duì)黃色羽搖蚊老熟幼蟲的急性毒性 本研究測定了四種新型殺蟲劑峰升、稻衛(wèi)、蚜螨克星和蔬衛(wèi)對(duì)搖蚊科黃色羽搖蚊老熟幼蟲的急性毒性。結(jié)果表明： (1)除了用殺蟲劑峰升處理搖蚊幼蟲24h，不同濃度間存活率無顯著差異外，其

15、余時(shí)間段(48h、72h、96h)均存在顯著差異，其他農(nóng)藥在這4個(gè)時(shí)間段不同濃度間也存在顯著差異。 (2)對(duì)于每一種殺蟲劑，將每天不同濃度處理的搖蚊幼蟲存活率結(jié)合起來分析比較發(fā)現(xiàn)，不同時(shí)間段搖蚊幼蟲存活率差異顯著。 (3)對(duì)于每一時(shí)間段，將每種殺蟲劑不同濃度處理的搖蚊幼蟲存活率結(jié)合起來分析比較發(fā)現(xiàn)，殺蟲劑對(duì)搖蚊幼蟲影響差異顯著。 (4)峰升、稻衛(wèi)、蚜螨克星、蔬衛(wèi)對(duì)搖蚊幼蟲48 h的LC<,50>分別為：0.157

16、3，0.0228，0.0014，0.0041 mg/L。 9．殺蟲劑20.2％阿維·唑磷乳油對(duì)黃色羽搖蚊成蟲對(duì)稱性特征的影響 本研究用殺蟲劑稻衛(wèi)對(duì)黃色羽搖蚊4齡幼蟲作了處理，對(duì)成蟲對(duì)稱性特征的變化作了詳細(xì)的分析，結(jié)果表明：黃色羽搖蚊成蟲兩個(gè)特征(前足第3跗節(jié)和第4跗節(jié))長的|R-L|與其大小(R+L)/2顯著負(fù)相關(guān)。成蟲4個(gè)特征(前足腿節(jié)長FEL1，前足脛節(jié)長TIL1，前足第2跗節(jié)長TAL2，前翅第2叉至邊緣長FOL2)

17、受農(nóng)藥濃度影響差異顯著。 10．殺蟲劑15％殺單·唑磷乳油對(duì)黃色羽搖蚊成蟲對(duì)稱性特征的影響 本研究用不同濃度的殺蟲劑峰升(15％殺單·唑磷乳油)對(duì)黃色羽搖蚊老熟幼蟲作了處理，統(tǒng)計(jì)了成蟲羽化率和成蟲對(duì)稱性特征的變化，結(jié)果表明：不同濃度殺蟲劑處理幼蟲后對(duì)成蟲羽化率的影響差異顯著。濃度為1.2×10<'-4>mg/L的殺蟲劑處理成蟲羽化率同對(duì)照無顯著差異，但是高濃度處理成蟲羽化率同對(duì)照的成蟲羽化率差異顯著，隨著殺蟲劑濃度的