厚壳贻贝生理活动对近海碳循环的影响

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随着全球变暖、海洋酸化等世界性气候和环境问题的日益突出,人们对解决这些气候、环境变化所带来的负面影响的需求也越来越迫切。海洋碳循环作为全球碳循环的重要环节,了解海洋碳循环生物地球化学过程至关重要。近海海域由于水文复杂、人类生产生活频繁等问题,其碳循环过程复杂多变。近海养殖业的发展,使得高强度的生物过程对近海碳循环产生深远的影响。因此了解养殖生物在近海碳循环的作用,对人们了解近海碳循环有着重要的意义。对此,本文采用浙江主要经济贝类——厚壳贻贝(Mytilus coruscus)为研究对象,通过碱度异常技术(Alkalinity anomaly technique)技术手段,测定厚壳贻贝在不同盐度、温度、海水酸化条件下厚壳贻贝的钙化率和呼吸率,探讨分析了厚壳贻贝可能对近海碳循环的影响。所得结果如下:1、厚壳贻贝的呼吸率和钙化率都受到盐度变化的影响。随着盐度的增加,厚壳贻贝的钙化率和呼吸率都呈现出先增大后减小的变化趋势,其中钙化率在盐度为25‰达到最大值,为0.36±0.03μmol/(FWg·h);呼吸率随着盐度的变化呈现单峰变化趋势,其中在30‰盐度下达到最大值,为3.83±0.38μmol/(FWg·h)。2、厚壳贻贝的呼吸率和钙化率受温度影响显著,均体现出随温度的升高而增加。钙化率和呼吸率均在25℃达到最大,其值分别为0.28±0.04μmol/(FWg·h)、1.64±0.10μmol/(FWg·h),在5℃时降到最低值,分别为0.04±0.02μmol/(FWg·h)、0.52±0.08μmol/(FWg·h)。在低温5和10℃,厚壳贻贝的呼吸代谢作用将受到抑制作用,影响厚壳贻贝的生长发育。海水温度的季节变化将使得厚壳贻贝在夏秋季增加由于呼吸和作用释放的CO2量。未来由于气候变暖导致海水变暖将导致厚壳贻贝通过钙化和呼吸释放的CO2强度增加,进而影响到近海碳循环。3、厚壳贻贝钙化率受海洋酸化影响明显。当pH为7.5时,钙化率接近为0,当pH为7时,钙化率表现为负值。表明在未来海洋的持续酸化中,厚壳贻贝的钙化作用将受到严重的抑制,可能面临无法产生贝壳的风险。在pH为7和7.5时,厚壳贻贝的呼吸和代谢作用都受到抑制作用,且能量代谢主要消耗蛋白质,将严重影响到厚壳贻贝的生长和发育,将会提高厚壳贻贝的死亡率。4、结合东极贻贝养殖海域的水质分析,可知厚壳贻贝在夏季由于高温、低盐、高pH的海水条件,其钙化率和呼吸率都相对较高,钙化呼吸作用强烈,对近海碳循环的影响强烈,在春冬季主要受海水温度的影响,钙化和呼吸代谢减弱,对近海碳循环影响不大。
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