重金属与营养盐和有机污染物并称为三大海洋环境污染，由其所引起的生态学效应是全球性的焦点环境问题之一。海洋微藻是海洋初级生产力的基础，也是海洋物质循环和能量流动的起始和关键环节，海洋微藻群落的动态变化对海洋生态系统的平衡和稳定具有重要意义。本研究以海洋典型海洋重金属离子铜(Cu²⁺)，镉(Cd²⁺)和锌(Zn²⁺)为污染胁迫因子，在实验生态条件下研究其对四种海洋微藻：甲藻门的米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）和微小原甲藻（Prorocentrumminimum）、绿藻门的青岛大扁藻（Platymonas helgolandica var.tsingtaoensis）以及金藻门的等鞭金藻8701（Isochrysis galbana8701）生长的影响，基于整合生态学理念，从细胞结构、种群增长和种间竞争等不同生物组织层次上系统研究其毒性效应。结果发现：1.重金属胁迫对四种海洋微藻的急性毒性效应研究（1）在实验浓度范围和实验周期内，三种重金属离子的急性毒性胁迫作用均能有效抑制三种微藻的生长，并表现出一定的浓度-效应关系，随着胁迫浓度的增加，微藻的相对增长率均呈现出不断下降的趋势。Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺对青岛大扁藻、米氏凯伦藻、微小原甲藻和等鞭金藻8701的96h-EC₅₀分别为0.671mg/L、2.233mg/L、0.2760mg/L、1.881mg/L；1.188mg/L、17.511mg/L、1.215mg/L、6.268mg/L；5.773mg/L、31.278mg/L、7.976mg/L、18.732mg/L。通过比较四种微藻的48h和96hEC₅₀发现：3种重金属离子的毒性表现出Cu²⁺> Cd²⁺> Zn²⁺的趋势，Cu²⁺的毒性作用最强；总体来说，受试微藻中微小原甲藻对重金属胁迫最敏感，等鞭金藻8701次之。（2）以米氏凯伦藻为例，利用流式细胞术（FCM）研究了重金属Cu的急性毒性胁迫对米氏凯伦藻生长的影响，结果发现在实验浓度范围内，Cu²⁺对米氏凯伦藻细胞体积及内容物复杂程度影响较大，对其叶绿素平均荧光强度影响不大。（3）对米氏凯伦藻、青岛大扁藻和等鞭金藻8701进行亚显微结构观察，发现米氏凯伦藻的膜结构对Cu²⁺胁迫较为敏感，线粒体及叶绿体对其不太敏感；而青岛大扁藻和等鞭金藻8701膜结构及细胞核对重金属铜并不十分敏感，与对照组相比等鞭金藻8701的色素体及贮能物质受损较严重，青岛大扁藻的叶绿体和淀粉粒受损严重。2.重金属胁迫对四种海洋微藻的亚急性毒性效应研究（1） Cu²⁺的亚急性毒性胁迫对微小原甲藻和等鞭金藻8701种群增长的影响a.实验中，不同初始接种密度对微小原甲藻的种群增长有一定影响：随初始藻密度的增加，微小原甲藻到达拐点的时间及进入静止期的时间缩短，种群最大增长率r也随之减小，最大环境负载量K影响不大。b.单培养体系中，Cu²⁺的亚急性毒性胁迫作用亦能有效抑制微小原甲藻和等鞭金藻8701的生长，其中：两种藻受高毒组(Cu²⁺=0.3mg/l)的抑制作用极显著（p<0.01），低毒组(Cu²⁺=0.1mg/l)对微小原甲的生长有促进作用，对等鞭金藻8701的抑制作用也不明显（p>0.05）。（2） Cu²⁺的亚急性毒性胁迫对微小原甲藻和等鞭金藻8701种间相互作用的影响a.共培养体系中，微小原甲藻和等鞭金藻8701的生长曲线拟合逻辑斯蒂方程程度良好，初始接种生物量比的变化没有影响两种藻的种间竞争关系。三种生物量比的实验体系中，等鞭金藻8701均为绝对的优势藻种，除生物量比P:I=1:10时，等鞭金藻8701与对照组相比生长受到促进外，其它均受到抑制作用。b. Cu²⁺胁迫对共培养体系中的两种藻的相互作用关系影响不大，等鞭金藻8701仍是绝对的优势种，在P:I=1:1时与对照组相比促进作用明显，微小原甲藻的种间竞争力进一步减弱。