近年來,我國東海近岸海域,以東海原甲藻、米氏凱倫藻(Karenia mikimotoi)為主要優(yōu)勢種的大規(guī)模有害赤潮現(xiàn)象愈發(fā)嚴重,已引起了廣泛的關(guān)注。本文通過2013年春季東海原甲藻赤潮的現(xiàn)場調(diào)查及船基實驗,研究了大規(guī)模東海原甲藻赤潮對浮游動物關(guān)鍵種中華哲水蚤種群動態(tài)及浮游動物群落結(jié)構(gòu)的危害效應(yīng),并通過室內(nèi)研究驗證了其對中華哲水蚤及模式生物輪蟲種群補充的影響;并針對2012年福建沿海導(dǎo)致養(yǎng)殖鮑魚大量死亡的米氏凱倫藻赤潮,室內(nèi)研究了米氏凱倫藻赤潮對皺紋盤鮑(Haliotis discus hannai)生命活動的主要脅迫機制,最終探討了東海大規(guī)模有害赤潮對浮游動物和養(yǎng)殖貝類的危害效應(yīng),及其造成的生態(tài)影響。東海原甲藻赤潮野外調(diào)查結(jié)果表明,東海原甲藻赤潮通過導(dǎo)致降低存活率、產(chǎn)卵量、母體脂肪酸含量等對橈足類種群資源形成嚴重危害,導(dǎo)致橈足類豐度顯著下降,與非赤潮區(qū)相比(橈足類豐度均值為359 ind/m3),赤潮區(qū)橈足類豐度均值降低至121 ind/m3,赤潮腐敗區(qū)橈足類豐度最低,均值為34 ind/m3。然而,東海原甲藻赤潮對小型水母類、毛顎類影響不顯著,水母類豐度隨時間變化呈逐漸增多的趨勢。結(jié)果表明,東海原甲藻赤潮可以改變浮游動物群落結(jié)構(gòu)。室內(nèi)研究表明,東海原甲藻(104cells/mL)赤潮密度下,對浮游動物關(guān)鍵種中華哲水蚤及模式生物褶皺臂尾輪蟲種群補充均存在不利影響。結(jié)果表明,東海原甲藻對中華哲水蚤生活史多個發(fā)育階段(成體階段、雌體繁殖階段、無節(jié)幼體階段)影響顯著,能夠?qū)е轮腥A哲水蚤16d內(nèi)成體存活率下降(約80%),無節(jié)幼體存活率下降(49%,NII~NIII期幼體更為敏感),雌體產(chǎn)卵率、孵化率下降等。此外,東海原甲藻還可導(dǎo)致輪蟲產(chǎn)卵量下降,繁殖期縮短,平均壽命縮短,種群凈生殖率、周限增長率、內(nèi)稟增長率下降。以上結(jié)果表明,東海原甲藻赤潮可以對中華哲水蚤、輪蟲的繁殖發(fā)育及幼體補充產(chǎn)生不利影響,進而影響到浮游動物的世代延續(xù)及種群動態(tài)。針對導(dǎo)致鮑魚大量死亡的有毒米氏凱倫藻赤潮,首先研究了不同環(huán)境條件下,米氏凱倫藻對皺紋盤鮑的急性毒性效應(yīng),結(jié)果表明,曝氣條件下,且pH、氨氮、溫度等環(huán)境條件均適宜時,米氏凱倫藻達到現(xiàn)場密度(3×104/mL)時,鮑魚短時間內(nèi)(96h)死亡率可達到達100%,說明米氏凱倫藻自身的毒性效應(yīng)可以導(dǎo)致鮑魚短時間內(nèi)大量死亡;在非曝氣條件下(DO由7.1 mg/L降低至1.8 mg/L),其他條件均適宜時,鮑魚16h內(nèi)死亡率達100%,低氧的環(huán)境條件及藻自身的毒性加劇了危害效應(yīng),由此說明,赤潮現(xiàn)場藻本身的毒性效應(yīng)及不利的環(huán)境條件共同導(dǎo)致了鮑魚的急劇死亡。在藻細胞密度為104cells/mL時,米氏凱倫藻短時間內(nèi)雖未導(dǎo)致鮑魚較高的死亡率,但明顯導(dǎo)致鮑魚鰓中軸(入鰓、出鰓血管)明顯發(fā)生萎縮、潰爛,鰓葉呼吸上皮區(qū)明顯斷裂,鰓組織內(nèi)重要的膜蛋白酶Na+-K+-ATP、Ca2+-Mg2+-ATP酶活性下降,使鰓結(jié)構(gòu)和功能遭受損傷。此外,米氏凱倫藻還可導(dǎo)致鮑魚血淋巴細胞組成改變、吞噬能力下降、死亡細胞比例增加,并對鮑魚鰓、肝胰臟內(nèi)關(guān)鍵抗氧化酶活性造成顯著抑制效應(yīng),導(dǎo)致鰓內(nèi)SOD、CAT酶,肝胰臟內(nèi)SOD、GSH-Px酶活性顯著下降,從而導(dǎo)致鮑魚免疫防御系統(tǒng)遭受損傷。此外,兩株米氏凱倫藻對鮑魚的毒性效應(yīng)表明,分離自福建的米氏凱倫藻株對鮑魚存在強烈毒性效應(yīng),分離自南海的米氏凱倫藻株對鮑魚毒性效應(yīng)不顯著,然而兩株米氏凱倫藻產(chǎn)生的溶血毒素含量相近(指數(shù)期時細胞內(nèi)毒素含量約為20pg/cells,總毒素含量0.6μg/mL),且溶血毒素甲醇粗提物對鮑魚無致死效應(yīng),說明米氏凱倫藻對鮑魚的毒性效應(yīng)來源于某種活性更強的特殊物質(zhì)。以上結(jié)果表明,大規(guī)模的東海原甲藻赤潮可影響浮游動物的種群動態(tài)及群落結(jié)構(gòu),極有可能對我國東海漁業(yè)資源的補充造成威脅。米氏凱倫藻自身的毒性效應(yīng)可造成鮑魚大量死亡,且低赤潮密度下即可導(dǎo)致鮑魚鰓組織結(jié)構(gòu)及功能等損傷,對養(yǎng)殖貝類生命活動造成脅迫效應(yīng)。我國東海已連續(xù)多年發(fā)生大規(guī)模的有害甲藻赤潮,這不僅會威脅海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,而且對沿海養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展造成不利影響。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院研究生院(海洋研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：X55

【參考文獻】

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本文編號：2809271