大型海藻是近岸海域重要的初级生产者,具有丰富的经济及生态价值。然而,人类活动干扰导致的环境变化,例如全球性大气CO2水平升高,以及区域性陆源重金属对水体的污染,正改变着近岸海域环境。目前,关于大型海藻对大气CO2水平升高与重金属Cu2+胁迫相互作用的响应的研究甚少。本文以栽培大型海藻羊栖菜、长茎葡萄蕨藻和龙须菜为研究对象,探讨大型海藻的生长、光合功能和生化组分对Cu2+浓度梯度变化的响应,以及大气CO2水平升高对该响应的影响。并以野生大型海藻缘管浒苔、总状蕨藻、绉紫菜、拟鸡毛菜和半叶马尾藻为研究对象,探讨不同浓度的Cu2+和Cd2+对大型海藻的生长和光合功能的影响。主要研究结果如下:1.以褐藻羊栖菜幼孢子体为研究材料,设置两个CO2水平:400 ppm和1000 ppm,四个Cu2+浓度:0 mg·L-1、0.025 mg·L-1、0.075 mg·L-1和0.15 mg·L-1。结果表明,高于0.025 mg·L-1的Cu2+浓度显著抑制藻体的光合作用和生长,降低表观光合效率（ɑ）、最大净光合放氧速率(Pmax)、最大光化学量子产量（Fv/Fm）和色素含量（Chl a和Car）,并促使超氧化物歧化酶（SOD）活性升高。不添加铜时,升高CO2水平不会影响该藻的生长和光合作用。然而,加富CO2削弱了Cu2+胁迫对Fv/Fm的抑制作用,降低了光补偿点（Ic）并缓解了Cu2+诱导的暗呼吸速率（Rd）和SOD活性的上升。这表明升高的CO2水平使Cu2+胁迫下羊栖菜幼孢子体的光合系统活性升高,抗氧化系统活性降低。2.以绿藻长茎葡萄蕨藻为研究材料,设置两个CO2水平:400 ppm和1000 ppm,三个Cu2+浓度:0μg·L-1、10μg·L-1和30μg·L-1。结果表明,10μg·L-1Cu2+使藻体的Rd几乎翻倍,虽然ɑ显著提升,但Pmax和光饱和点（Ik）小幅度下降,生长受抑制。30μg·L-1Cu2+使藻体的光合色素（Chl a和Car）严重损伤,Pmax和ɑ大幅降低,生长受严重抑制。加富CO2水平下,藻体的Rd升高约五成,生长被小幅度促进;但高浓度Cu2+仍然大幅降低ɑ、Pmax和Ik,且Chl a和Car含量下降更多。综上,长茎葡萄蕨藻对CO2水平和Cu2+胁迫高度敏感,升高大气CO2水平利于其获取无机碳,并刺激它以较低耗能的方式抵抗胁迫。3.以红藻龙须菜为研究材料,设置两个CO2水平:400 ppm和1000 ppm,三个Cu2+浓度:0 mg·L-1、0.025 mg·L-1和0.25 mg·L-1。结果表明,在0.25 mg·L-1的Cu2+胁迫下,龙须菜的色素Car、PC受到损伤,光合性能大幅下降,总抗氧化能力（T-AOC）显著提升。不添加铜时,加富CO2水平使Rd略降,色素Chl a、Car、PE和PC含量显著下降。在加富CO2与Cu2+胁迫耦合时,藻体提高了光合效率,缓解了Cu2+胁迫下Fv/Fm和ɑ的下降,而丙二醛（MDA）含量更高、T-AOC更低,表明CO2水平加剧了Cu2+胁迫,并对抗氧化系统活性有负面影响。4.以缘管浒苔、总状蕨藻、绉紫菜、拟鸡毛菜和半叶马尾藻为研究材料,设置一个空白处理,两个Cu2+浓度:0.0254和0.127 mg·L-1,两个Cd2+浓度:0.562和5.62 mg·L-1。结果表明,五种海藻对Cd2+的耐受性都大于Cu2+。其中,总状蕨藻对Cd2+最耐受,对Cu2+最敏感,且在短时间内形态变化最明显;拟鸡毛菜对Cu2+胁迫最耐受,缘管浒苔和半叶马尾藻对Cd2+胁迫最不耐受。对Cu2+或Cd2+较耐受的海藻,其Fv/Fm不因重金属浓度升高而改变,但相对最大电子传递速率（rETRm）逐步下降。对Cu2+或Cd2+较不耐受的海藻,其Fv/Fm及r ETRm随重金属浓度升高而下降。综上所述,重金属对大型海藻生长和光合作用等生理特性的影响不仅与浓度有关,而且存在显著的种间差异,还受到CO2水平升高的影响。暴露在重金属含量高于阈值浓度的海水中,大型海藻的生长和光合作用都受到显著抑制。而加富CO2水平通过改变海藻利用HCO3-的能力以及细胞表面的酸碱平衡,改变了其在Cu2+胁迫下的生存策略,特别是能量的生产和分配,以及光合系统和抗氧化系统的活性。在全球气候变化背景下,研究不同种类的大型海藻对近岸海域重金属胁迫的响应,有助于为痕量金属污染的生态风险评价提供科学依据。