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20世纪以来,由于沿海地区人口激增,大量的工业废水和城市生活污水未经处理直接排放到海洋中,造成内湾、河口和沿岸水域等区域严重的有机污染和富营养化,赤潮的发生频率不断升高,发生水域面积越来越大,有害微藻也越来越多,赤潮已经成为世界沿海国家所面临韵主要海洋环境问题,赤潮有毒微藻与桡足类之间的关系也越来越受到人们重视。
本研究分两部分,第一部分选择我国东南沿海海区中优势种太平洋纺锤水蚤(Acartia pacifica)为研究对象,探讨三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum,PHA)对不同世代太平洋纺锤水蚤繁殖力的影响。实验结果表明三角褐指藻对太平洋纺锤水蚤的产卵率和孵化率都有抑制作用,且与亚心形扁藻(Platymonassubcordiformis,PLA)的混合无法消除三角褐指藻对太平洋纺锤水蚤的有害影响。投喂三角褐指藻与投喂亚心形扁藻和三角褐指藻混合藻液的太平洋纺锤水蚤的繁殖力之间无显著差异(p＞0.05),但持续以三角褐指藻为饵料对太平洋纺锤水蚤进行世代投喂后,投喂三角褐指藻与投喂亚心形扁藻和三角褐指藻混合藻液的太平洋纺锤水蚤的繁殖力之间差异显著(p＜0.05),说明三角褐指藻对太平洋纺锤水蚤的补充力的影响具有“时间效应”,即三角褐指藻对太平洋纺锤水蚤的影响要经过一段时间才表现出来。同时,本实验还测定了太平洋纺锤水蚤体内重要抗氧化性酶如超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)和重要抗氧化剂如还原型谷胱甘肽(glutathione,GSFI)等指标以反映有害微藻胁迫下桡足类体内抗氧化系统的应激状况。
第二部分研究了赤潮危害种.甲藻方氏亚历山大藻(Alexandriumfundyense)(Alex)和硅藻三角褐指藻对经常爆发方氏亚历山大藻赤潮的美国缅因州的卡斯科湾(43°39N,70°12W)及未发生赤潮的康涅狄格州(41°19N,72°06W)这两个不同水域中的哈氏纺锤水蚤(Acartia hudsonica)可能的致毒机制。在实验室中,分别测定投喂单种有害微藻及与四鞭藻(Tetraselmis sp.,TET)混合情况下,不同地理种群的哈氏纺锤水蚤产卵和孵化的变化。在此基础上,初步探讨了这两种有害微藻对哈氏纺锤水蚤的影响机制。
本部分实验得出以下两方面的结论:1)三角褐指藻和方氏亚历山大藻对哈氏纺锤水蚤具有有害的影响,但这两个微藻的影响机制不同。三角褐指藻是营养缺乏,而方氏亚历山大藻则是毒素影响。2)而方氏亚历山大藻对2个不同水域中哈氏纺锤水蚤的影响与三角褐指藻不同,具有种群特异性。单种微藻的实验结果说明毒素的影响会造成同种种类不同地理种群间的反应不同,而营养缺失却不会产生此种差异。此研究重视桡足类种群特异性响应并强调了了解其响应机制(毒素影响或者营养缺乏机制)的重要性。
其次,有害赤潮对浮游动物的影响是多方面的,且不同赤潮微藻对不同种类浮游动物的影响存在种间差异,这种差异体现为作用方式与作用强度的不同。为深入了解不同微藻在不同影响机制作用下,对桡足类造成的影响差异,在了解有害赤潮藻对哈氏纺锤水蚤的影响机制基础上,本实验选取了能产生毒素的方氏亚历山大藻和营养缺乏的三角褐指藻作为饵料,并选择缅因州和康涅狄格州两个不同地理种群的哈氏纺锤水蚤作为实验对象,着重研究了这两种不同影响机制的有害赤潮微藻对哈氏纺锤水蚤的总生长效率和捕食率的影响。从实验结果中,得出三个重要的结论。首先,投喂毒素和营养缺乏这两种不同影响机制的藻对两个不同地理种群的影响不同。当投喂有毒的方氏亚历山大藻,仅对未爆发赤潮的康涅狄格州的哈氏纺锤水蚤产生影响。而投喂营养缺失的三角褐指藻,对缅因州和康涅狄格州这两个不同地理种群的哈氏纺锤水蚤都有影响。其次,本实验比较分析毒素和营养缺乏这两种不同的影响对哈氏纺锤水蚤捕食率的影响。结果表明哈氏纺锤水蚤捕食方氏亚历山大藻和四鞭藻混合的混合藻液时,对方氏亚历山大藻会优先捕食,但捕食三角褐指藻和四鞭藻混合的混合藻液,对三角褐指藻则消极捕食。最后,得出哈氏纺锤水蚤实际摄食毒素和其捕食率之间的相互关系。