大气CO₂浓度升高导致的海洋酸化已经成为全球关注的海洋环境问题,海水酸化对海洋生态系统的影响并不是孤立发生的,它与其它海洋环境问题（如重金属污染和海洋富营养化）是互存的,这些环境问题共同影响着海洋生物的生存和繁衍。本研究以近岸海域常见大型海藻石莼（Ulva lactuca）作为实验材料,分别设置不同浓度的Cd²⁺、NO3^-和NH₄⁺与CO₂耦合的培养条件,探讨Cd²⁺、NO3^-和NH₄⁺与海洋酸化对石莼的交互作用（如生长、光合作用、N利用等）,为预测和评估海洋酸化与重金属镉、氮营养盐对大型海藻的耦合效应提供科学依据。主要研究结果如下:1、随着Cd²⁺浓度增加,石莼的相对生长速率、净光合速率、光反应中心II最大光能转化效率和实际光能转化效率均显著降低,且在CO₂浓度升高的条件下,这种负面效应更加显著,但暗呼吸速率的变化呈现相反趋势,这表明Cd²⁺和CO₂存在交互作用。Chla、Chlb和Car含量在Cd²⁺浓度升高时明显降低,对Cd²⁺和CO₂的交互作用影响的敏感度分别为:Chla>Chlb>Car。在大气CO₂浓度下,Cd²⁺的增加显著降低了胞外碳酸酐酶活性,当CO₂浓度升高时这种抑制作用更加显著,这也表明了Cd²⁺和CO₂之间的交互作用。以上结果表明,CO₂浓度升高可以通过调节色素含量和胞外碳酸酐酶活性变化,影响光能的利用效率,进而影响光合作用与呼吸作用速率,以满足其对重金属解毒的能量需求。CO₂浓度升高加剧了Cd²⁺对大型海藻石莼光合生理的负面影响,这表明Cd²⁺和CO₂之间对石莼是存在交互作用的。2、高NO3^-浓度（HN）增加石莼NO3^-吸收速率和硝酸还原酶活性,CO₂浓度升高时这种效应更显著,表明NO3^-浓度和CO₂浓度之间存在交互作用。HN也导致石莼的相对生长速率、暗呼吸速率、净光合速率、色素含量、光反应中心II最大光能转化效率和实际光能转化效率明显增加,而CO₂浓度升高抑制了NO3^-对暗呼吸速率、净光合速率、色素含量、光反应中心II最大光能转化效率和实际光能转化效率的增强效应,表明NO3^-浓度和CO₂浓度之间存在交互作用;但高CO₂浓度并不影响NO3^-对石莼相对生长速率和谷氨酰胺合成酶活性的效应。以上结果表明,高CO₂浓度导致更多的N通过硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的作用进入藻体,同时影响色素的含量和光能利用效率,导致暗呼吸速率和光合速率的变化,但不影响NO3^-对生长的促进作用。3、高NH₄⁺浓度下,石莼的NH₄⁺吸收速率和谷氨酰胺合成酶活性均升高,CO₂浓度升高并没有导致这种效应进一步提升,而CO₂浓度升高则抑制了NH₄⁺对相对生长速率、净光合速率和色素含量的促进作用。高NH₄⁺浓度抑制了硝酸盐还原酶活性,而这种抑制作用通过CO₂升高得到缓解。高NH₄⁺浓度对光反应中心Ⅱ最大光能转化效率和实际光能转化效率均没有明显影响,但升高CO₂浓度导致它们明显下降。高NH₄⁺对暗呼吸速率的促进作用仅在高CO₂浓度下体现。以上结果表明,高CO₂浓度下,较高活性的谷氨酰胺合成酶增加了N同化,同时影响色素的合成和光能利用效率,进而抑制高NH₄⁺对大型海藻石莼光合作用和生长的促进效应。