大规模藻华区低氧对海洋生物存活和繁殖的影响研究

	大规模藻华区低氧对海洋生物存活和繁殖的影响研究
	王巧宁
学位类型	硕士
导师	颜天 ; 周名江
	2012-05-18
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位专业	海洋生态学
关键词	赤潮低氧存活生长繁殖
摘要	随着世界经济的发展，河口和近岸水域富营养化愈演愈烈，赤潮频发，低氧现象呈现逐年加剧的趋势，对海洋生物的生存、繁殖甚至生态系统结构等造成了越来越严重的影响。因此，本文就赤潮微藻与低氧关系、低氧对海洋生物的影响展开了实验研究。实验结果如下：模拟赤潮消亡过程，研究了我国常见赤潮藻链状亚历山大藻（A.catenella）、东海原甲藻（P.donghaiense）和中肋骨条藻（S.costatum），在黑暗条件下溶解氧（dissolved oxygen，DO）、藻密度和氨氮随时间的变化。实验发现，三种藻的分解过程都会造成溶解氧的下降。其中链状亚历山大藻（7400cells/mL ，55ug/mL）DO降低速度最快，其对DO的消耗也最大，4天内基本达到DO最低值3mg/L。相同生物量的东海原甲藻（79000 cells/mL ，55ug/mL）对DO的消耗速度和消耗量明显低于链状亚历山大藻，但显著高于中肋骨条藻，东海原甲藻在5天内基本达到DO最低值5mg/L。中肋骨条藻（275000 cells/mL ，55ug/mL）对DO的消耗速度最慢，消耗量最小，前期耗氧不明显，在16天后，底层DO才开始明显降低，可低至4mg/L。链状亚历山大藻和东海原甲藻DO分层现象不明显，水体表中底层DO均维持较低水平；中肋骨条藻16天后底层DO迅速降低，出现DO分层。DO出现分层现象，具体表现为：表层>中层>底层。另外，三种藻进入黑暗环境后均释放氨氮，氨氮随时间的变化基本呈线性增加的趋势，且有明显的分层现象，表层>中层>底层。15天时链状亚历山大藻表层氨氮含量可达0.97mg/L-N，东海原甲藻为0.51 mg/L-N，中肋骨条藻仅为0.18 mg/L-N。大规模赤潮与水体低氧可能存在一定关系；甲藻赤潮可能比硅藻赤潮更易造成低氧，且危害更为严重。研究了低溶解氧浓度对中华哲水蚤（Calanus sinicus）、褶皱臂尾轮虫（Brachionus plicatilis）、卤虫(Artemiasalina)幼体、栉孔扇贝（Chlamys farreri）、紫贻贝（Mytilus edulis）和小黄鱼（Pseudosciaena polyactis）96h内的致死率，测定了栉孔扇贝、紫贻贝、小黄鱼的耗氧率以及低氧对中华哲水蚤和卤虫的产卵和孵化的影响。研究发现，当DO低至2mg/L左右时，小黄鱼和中华哲水蚤会在4h内完全死亡，栉孔扇贝会在30h内完全死亡，而轮虫、卤虫和紫贻贝96h内无死亡，以上各种生物的耐低氧程度大致为：小黄鱼<中华哲水蚤<栉孔扇贝<紫贻贝、轮虫、卤虫。各种生物的耗氧率差异很大，紫贻贝的最大耗氧率为0.00295ug/g·h，小黄鱼为0.222 mg/g·h，耗氧率与生物的耐低氧程度呈负相关关系，即：小黄鱼>栉孔扇贝>紫贻贝。低氧对中华哲水蚤的产卵有明显抑制作用，对中华哲水蚤和卤虫的孵化率也有一定影响。可见，低氧对海洋生物的存活和繁殖均有抑制作用，不同生物对低氧的耐受能力有很大差异，像中华哲水蚤等浮游动物关键种耐低氧能力较差。长时间低氧很可能会改变海洋生态系统结构和功能。研究了低溶解氧浓度对黑褐新糠虾（Neomysis awatschensis）成体和幼体96h内的急性致死率、和对黑褐新糠虾30d生长、繁殖和24h酶活性的慢性影响。研究发现，黑褐新糠虾幼体的耐低氧能力比成体强，当DO为3mg/L时，糠虾成体会在70h内全部死亡，而糠虾幼体无死亡。当DO为5mg/L时，黑褐新糠虾的生长便会受到影响，其体长较常氧（8.5mg/L）环境下生活的糠虾减少了1.4%，湿重减少了15.7%，蛋白含量减少了1.1%，脂肪酸含量减少了32.6%，其中湿重和脂肪酸含量有明显降低。低氧会显著抑制黑褐新糠虾的产虾，首次产虾时间推迟，产虾时间缩短。当DO为4mg/L时的产虾总量仅为常氧时的7%，当DO为6mg/L时的产虾总量也仅为常氧时的65%。在轻度低氧环境下（4-6mg/L）糠虾体内的保护酶（过氧化氢酶、总超氧化物歧化酶）的活性明显提高，但当溶氧继续降低至2mg/L时，保护酶的活性随之降低；乳酸脱氢酶也随着DO的降低先升高后降低；脂肪酶和胰蛋白酶活力随DO降低也有一定程度的增强，表明黑褐新糠虾会通过改变体内酶活性来适应低氧环境，但当DO降至一定程度时，黑褐新糠虾的自身调节失衡，酶活性也随之改变。以上结果可见低氧会导致黑褐新糠虾存活、繁殖受到抑制，酶活性发生改变，营养价值降低，从而可能会对高营养级生物的生长发育产生不利影响，进而可能导致海洋生态系统结构和功能的改变。总之，大量赤潮藻在分解腐败过程中消耗水中氧气，可能造成水体低氧，其中甲藻赤潮可能比硅藻赤潮更易造成水体低氧，且危害更为严重。低氧对海洋生物的存活、生长、繁殖和酶活性均有不利影响，不同生物对低氧的耐受程度有很大差异，长时间低氧可能会改变海洋生态系统的结构和功能。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/17864
专题	海洋生态与环境科学重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	王巧宁. 大规模藻华区低氧对海洋生物存活和繁殖的影响研究[D]. 中国科学院研究生院,2012.

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大规模藻华区低氧对海洋生物存活和繁殖的影（1305KB）			限制开放	CC BY-NC-SA	浏览