發(fā)布時(shí)間：2020-04-14 22:39

【摘要】：跳蟲由于在土壤中具有重要的生態(tài)地位和功能,且對環(huán)境變化具有很高的敏感性和耐受性,被作為土壤生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估的重要受體。目前的野外重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評估,多基于整個(gè)土壤動物群落研究和傳統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)和種群特征研究,缺乏對特定指示物種的篩選;另外,新型污染物氟喹諾酮類抗生素(Fluoroquinolones,FQs)不易降解,會在土壤中不斷累積,且在土壤中的影響尚未有明確的認(rèn)識和評價(jià);而且,在自然條件下,重金屬與抗生素復(fù)合污染的現(xiàn)象普遍存在,可能生成更為復(fù)雜的新型污染物。因此,本文采用大田研究和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行,研究重金屬鎘(Cd)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、抗生素類諾氟沙星(Norfloxacin,NFC)以及重金屬與抗生素類復(fù)合污染對跳蟲不同生物水平特征(群落結(jié)構(gòu)、種群特征、生理生化和腸道微生態(tài)系統(tǒng)等)的影響及這些特征對污染的響應(yīng)。先以云南蘭坪鉛鋅礦區(qū)周邊的農(nóng)田為例,探討礦區(qū)重金屬污染農(nóng)田的跳蟲群落結(jié)構(gòu)和特定物種的變化特征及跳蟲對重金屬污染的響應(yīng)規(guī)律;再以FQs中的代表NFC為例,通過對經(jīng)典毒理受體白符?Folsomia candida進(jìn)行系統(tǒng)的毒理測試,在種群特征、生理生化、腸道微生態(tài)方面探究白符?對其的響應(yīng);并初探白符?種群特征對NFC和重金屬Cd復(fù)合污染的響應(yīng)。相關(guān)研究結(jié)果如下:在蘭坪鉛鋅礦區(qū)周邊農(nóng)田調(diào)查中,共獲得跳蟲個(gè)體1445頭,隸屬2目6科15屬,共26種,平均密度12042個(gè)體/m~2。隨樣點(diǎn)距礦區(qū)或河流變遠(yuǎn),土壤中Cd、Pb和Zn污染濃度下降,跳蟲體內(nèi)重金屬含量、跳蟲種數(shù)、豐富度指數(shù)和多度均呈增加趨勢,以種數(shù)和體內(nèi)重金屬含量最為明顯。棘?屬Onychiurus sp.與Pb有效態(tài)呈明顯負(fù)相關(guān),等節(jié)?屬Isotoma的三個(gè)種均與Cd全量及有效態(tài)呈負(fù)相關(guān),其中的Isotoma sp.3還與Zn全量及有效態(tài)呈負(fù)相關(guān),鱗?屬Lepidocyrtus sp.與Cd、Pb、Zn全量均呈正相關(guān)。這些物種可篩選作為相應(yīng)重金屬污染評價(jià)的指示種。另一方面,一些種(包括上述種)與土壤理化性質(zhì)密切相關(guān):比如Onychiurus sp.和白棘?Onychiurus folsomi與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān),Isotoma sp.1與土壤pH和土壤容重呈正相關(guān)。這些物種都可篩選作為反映土壤質(zhì)量的指示種。經(jīng)典指標(biāo)毒性測試中,土培體系(有酵母)中,白符?在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)不受影響,繁殖EC_(10)1000mg/kg;而土培體系(無酵母)中,在1000mg/kg NFC處理下,繁殖數(shù)和成蟲體長比對照分別減少34.38%和9%,繁殖EC_(10)=165.27mg/kg;平皿體系中成蟲數(shù),繁殖數(shù),成蟲體長均無顯著差異,但在1000mg/kg NFC處理下,幼蟲體長比對照減少了22.22%。說明NFC主要通過口服對白符?產(chǎn)生毒性。復(fù)合污染實(shí)驗(yàn)中,Cd與NFC整體上表現(xiàn)出拮抗的作用。無論Cd濃度為10mg/kg還是100mg/kg,隨著NFC濃度的升高,成蟲和幼蟲體內(nèi)的Cd濃度都有逐漸升高的趨勢,說明NFC能加速跳蟲對Cd的富集。白符?抗氧化酶系、脂質(zhì)過氧化物對NFC的響應(yīng)特征探究中,體重指標(biāo)比體長指標(biāo)敏感。從雙因素方差分析結(jié)果可以看出,CAT和SOD的活性與NFC的劑量效應(yīng)關(guān)系會隨暴露時(shí)間而改變;而MDA與NFC的劑量效應(yīng)關(guān)系不會隨暴露時(shí)間而改變,劑量效應(yīng)關(guān)系相對穩(wěn)定。其中過氧化物酶(POD)只在第7天(d)時(shí)被誘導(dǎo),所有NFC處理組的POD活性均顯著升高,總體劑量-效應(yīng)關(guān)系不顯著。過氧化氫酶(CAT)同樣在7d時(shí)被誘導(dǎo),較低的NFC濃度下,CAT活性被誘導(dǎo)到峰值,而在較高的NFC濃度下,CAT活性被抑制;而超氧化物歧化酶(SOD)在14d時(shí),SOD活性才隨NFC濃度的增加而增加并在80mg/kg時(shí)達(dá)到峰值,丙二醛(MDA)同樣在14d時(shí)隨NFC濃度增加而增加,在1280mg/kg時(shí),MDA含量達(dá)到最高。白符?的腸道微生物對NFC的響應(yīng)特征探究中,通過多樣性分析發(fā)現(xiàn)土壤中的微生物相對于腸道微生物有著更大的群落多樣性與豐度。腸道微生物群落的豐度和多樣性不受NFC影響,而土壤微生物群落的豐度和多樣性因NFC而降低。通過物種組成分析發(fā)現(xiàn)腸道微生物的OTU數(shù)在NFC影響下顯著降低,土壤微生物反而變化不明顯。腸道與土壤微生物的物種組成差異極顯著。NFC濃度為80mg/kg時(shí)沃爾巴克氏屬Wolbachia顯著降低而嗜甲基菌科Methylophilaceae顯著升高,有作為FQs的指示類群的潛力。另外土壤微生物在各處理組中變異較大,除放線菌綱Actinobacteria和纖線桿菌綱Ktedonobacteria,其余綱均受NFC影響顯著。
【圖文】：

圖 2.1 樣點(diǎn)分布Fig 2.1 Sample distributionan apparatus）分離提取跳蟲（秦佳熒光顯微鏡（OLYMPUS），進(jìn)行1992），所有跳蟲均鑒定到種。金屬含量的測定晾干，用木槌碾碎，去除石塊、植用。測定土壤的含水量，土壤

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文2.3.2 跳蟲體內(nèi)鉛濃度與土壤中鉛濃度相關(guān)分析跳蟲體內(nèi) Pb 濃度與土壤中 Pb 濃度（表 1）的回歸方程如圖 2 所示，，結(jié)果顯示跳蟲體內(nèi) Pb 濃度與土壤中 Pb 濃度顯著相關(guān)：土壤 Pb 全量與跳蟲體內(nèi) Pb 濃度呈明顯的線性關(guān)系（R2=0.41，p＜0.05），跳蟲體內(nèi) Pb 濃度隨著土壤 Pb 全量濃度的上升而呈增加的趨勢（圖 2.2a）；土壤 Pb 有效態(tài)與與跳蟲體內(nèi) Pb 濃度呈極顯著對數(shù)關(guān)系（R2=0.82，p＜0.001），跳蟲體內(nèi) Pb 濃度同樣隨著土壤 Pb 有效態(tài)濃度的上升而呈增加的趨勢（圖 2.2b）。土壤 Pb 有效態(tài)與跳蟲體內(nèi) Pb 濃度的相關(guān)性大于土壤 Pb 全量濃度與蟲體內(nèi) Pb 濃度的相關(guān)性。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X53;X171.5

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本文編號：2627792