海洋酸化與UV輻射對幾種浮游生物的影響及其機制.pdf

1、全球變化背景下，海洋酸化、UV輻射增強、上層海洋升溫、上部混合層變淺等一系列海洋環(huán)境變化，會對海洋初級及次級生產(chǎn)過程產(chǎn)生深遠影響。盡管這些因子的生理生態(tài)效應(yīng)被廣泛關(guān)注，但在多因子疊加對海洋浮游生物的復(fù)合性影響方面，尚缺乏認識。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、營養(yǎng)鹽限制及UV輻射對其生長、光合的影響;在此基礎(chǔ)上，開展了橈足類對海洋酸化響應(yīng)的研究，探討了其行為、生

2、理等對酸化等環(huán)境變化的響應(yīng)，進而探討了酸化對食物鏈過程的影響。主要結(jié)果如下:
　　 盡管營養(yǎng)鹽限制導(dǎo)致三角褐指藻細胞粒徑、體積變小，生長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、低氮下生長的細胞粒徑與體積沒有顯著變化，生長速率及色素含量也未發(fā)生變化。然而，酸化處理，下調(diào)了該藻的無機碳濃縮機制(CCM)，在營養(yǎng)限制條件下，使其進一步下調(diào)，且增加了其呼吸速率;其結(jié)

3、果，導(dǎo)致細胞的C/N比顯著升高（餌料價值下降）。在此基礎(chǔ)上，再增加UV輻射脅迫時，酸化及營養(yǎng)鹽限制協(xié)同降低了細胞的光化學效率和固碳量，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，能主動水平方向移動，躲避于無UV輻射區(qū)。這種躲避行為，不受酸化或性別的影響。當處于酸化(pH≤7

4、.6)與非酸化(pH8.15)海水界面時，瘦尾胸刺水蚤(Centropagestenuiremis)能感受到高pCO2/低pH的化學變化，表現(xiàn)出躲避酸化海水的行為。另外，酸化處理導(dǎo)致該浮游動物的呼吸及攝食速率升高。
　　 用細胞C/N比不同（餌料價值不同）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（餌料價值低）的細胞飼養(yǎng)日本虎斑猛水蚤（Tigriopusjaponicus），其體長變短，無節(jié)幼體期到橈足幼

5、體期所需的時間縮短，排糞量整體呈增加趨勢，糞粒體積呈降低趨勢，單位個體有機C及N含量降低。
　　 酸化與UV輻射疊加并未對日本虎斑猛水蚤存活率產(chǎn)生影響，但導(dǎo)致其無節(jié)幼體產(chǎn)量下降，糞粒產(chǎn)量與體積增加。這種現(xiàn)象，僅僅在雌性個體中得到觀察，而雄性個體，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，