随着大气CO2浓度持续增加,导致海洋酸化不断加剧,大量工业废水排入海洋,也使得重金属污染加剧。大型海藻作为重要的海洋初级生产力,易受到多种环境因素影响,而海洋酸化不仅可以改变海水的碳酸盐系统,而且改变了水性金属离子的生物利用率。海洋酸化和重金属污染对海洋藻类的生长已构成严重威胁。本研究以三种大型海藻（缘管浒苔、龙须菜和石莼）为实验对象,探讨未来酸化的海洋里重金属Cu污染对大型海藻形态、结构、光合功能的毒性效应,聚焦藻体对海洋酸化和重金属双因子复合作用的响应和适应机制,为预测全球气候变化对海洋初级生产力及其生态系统的影响提供理论依据。海洋酸化条件下Cu对缘管浒苔的毒性效应研究中通过不同CO2浓度（415,LC;1000ppm,HC）和三个重金属Cu浓度（对照,0.125和0.25μM）培养缘管浒苔孢子体和成体,探究了缘管浒苔生活史不同阶段对环境变化的响应机制。结果表明,在海洋酸化条件下,高浓度Cu对缘管浒苔幼体和成体的相对生长速率都具有显著的抑制作用,分别比对照组显著降低了15.92%和15.06%。并且,缘管浒苔成体的净光合速率、呼吸速率和相对电子传递速率均有显著下降,但其光合色素的含量变化不显著。这些结果表明,Cu和海洋酸化的耦合作用可以抑制缘管浒苔的生长和光合能力,并有可能延长藻体的生命周期。海洋酸化条件下Cu对龙须菜毒性效应研究中通过在不同CO2浓度（415,LC;1000 ppm,HC）和三个重金属Cu浓度（对照,0.2和2μM）培养龙须菜,探究了龙须菜对海洋酸化耦合重金属Cu的响应机制。结果表明,CO2浓度升高对龙须菜的生长没有显著的影响,而随着Cu浓度升高,龙须菜的生长速率受到显著的抑制,在Cu浓度为0.2和2μM的处理下,酸化处理的藻体生长速率比对照组分别显著降低了57.57%和77.90%。此外,Cu浓度升高显著促进了藻体的呼吸速率,对藻体造成了严重的氧化损伤,导致龙须菜的超氧化物歧化酶,过氧化物酶活性和谷胱甘肽酶含量显著升高,且在高CO2浓度条件下影响更加显著。这些结果表明,龙须菜受海洋酸化的影响较小,而重金属Cu对龙须菜的生长和光合呼吸都具有显著的抑制效应。海洋酸化条件下Cu对石莼的毒性效应研究中通过急性（重金属Cu浓度:对照,0.75,1,1.25,1.5和1.75μM）和慢性（重金属Cu浓度:对照,0.001,0.01和0.1μM）毒性实验,探究了不同CO2浓度（415,LC;1000 ppm,HC）下石莼生活史不同阶段对环境变化的响应机制。结果表明,在海洋酸化条件下,石莼的生长速率,有效量子产量和光合固碳速率在重金属Cu浓度为0.75和1μM时达到最大值,表明石莼的生长受到了Cu的促进效应,之后随着Cu浓度的升高,藻体的生长和光合能力显著降低。且在石莼孢子的实验中,浓度为0.001和0.01μM的Cu显著促进了藻体生长,继续升高Cu浓度后则会表现为抑制效应。同时,石莼的叶绿体类囊体结构受Cu浓度升高的影响,藻体细胞发生变化,结构逐渐被破坏,到Cu浓度为1.75μM时,叶绿体细胞壁裂解,细胞死亡,且升高CO2浓度加剧了Cu对细胞的损伤。此外,石莼通过调节叶绿素代谢,光合作用蛋白与色素合成等相关基因的表达,以应对环境中的CO2和重金属Cu浓度变化。这些结果表明,低浓度Cu对石莼的生长具有一定的促进作用,而高浓度Cu则表现为显著的抑制作用,并且海洋酸化会加剧Cu对藻体的毒性效应。综上所述,海洋酸化耦合重金属Cu对不同的大型海藻产生的影响不同,低浓度Cu会促进绿藻的生长,高浓度Cu对绿藻及红藻的生长起到了显著的抑制作用,并且重金属Cu对藻体的影响会受海洋酸化的调节。本文探究了海洋酸化环境下三种大型海藻应对重金属Cu污染的响应机制,为研究未来海洋环境变化对海洋初级生产力的影响提供一定的理论支撑。该论文有图27幅,表22个,参考文献167篇。