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海洋酸化与磷限制对颗石藻(Emiliania huxleyi)生理特征的耦合效应

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海洋学报 2023年第8期45卷 120-129页

作者：马帅张泳杨祥王茵蕊谢蓉蓉李家兵张虹韩永和张勇福建师范大学环境与资源学院、碳中和现代产业学院福建福州350117 福建师范大学福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福建福州350117

颗石藻既通过光合作用合成颗粒有机碳(POC),又通过钙化作用产生颗粒无机碳(PIC),对海洋碳循环有重要贡献。虽然已有一些研究报道海洋酸化通常可增加颗石藻细胞POC含量,减少细胞PIC含量,但是这些实验结果大部分是在营养盐浓度充足条件下... 详细信息

颗石藻既通过光合作用合成颗粒有机碳(POC),又通过钙化作用产生颗粒无机碳(PIC),对海洋碳循环有重要贡献。虽然已有一些研究报道海洋酸化通常可增加颗石藻细胞POC含量,减少细胞PIC含量,但是这些实验结果大部分是在营养盐浓度充足条件下获得,且较少研究关注营养盐浓度限制和海洋酸化对颗石藻的耦合作用。本文研究了在无机磷浓度限制条件下,赫氏颗石藻(Emilianiahuxleyi)的主要生理指标对海洋酸化的响应特征。结果显示,海洋酸化和无机磷浓度限制协同降低了颗石藻的生长速率、相对电子传递速率和光能利用效率。无机磷浓度限制主导增加颗石藻的光合固碳量,并抵消了海洋酸化对细胞PIC含量及PIC/POC比率的负面效应。研究结果表明,无机磷浓度限制改变了颗石藻的两种固碳作用对海洋酸化的响应趋势,暗示在无机磷浓度不同的海域,颗石藻对海洋碳循环的贡献不同。

关键词：颗石藻赫氏颗石藻海洋酸化磷限制生长速率钙化作用光合作用

海洋酸化对泥蚶精子运动的影响及作用机理初探

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水生生物学报 2020年第3期44卷 570-576页

作者：施巍韩毓闫茂仓黄贤克胡利华柴雪良刘广绪浙江大学动物科学学院杭州310058 浙江省海洋水产养殖研究所温州325005

研究分析了未来海洋酸化情景(pH7.8和pH7.4)对典型滩涂贝类泥蚶(Tegillarca granosa)精子运动活力的影响,并从精子运动供能角度探究了其作用机理。研究结果表明,海洋酸化可以显著削弱泥蚶的精子运动速度。由于精子的三磷酸腺苷(ATP)水... 详细信息

研究分析了未来海洋酸化情景(pH7.8和pH7.4)对典型滩涂贝类泥蚶(Tegillarca granosa)精子运动活力的影响,并从精子运动供能角度探究了其作用机理。研究结果表明,海洋酸化可以显著削弱泥蚶的精子运动速度。由于精子的三磷酸腺苷(ATP)水平与其活力呈显著的正相关,研究检测了不同酸化条件下泥蚶精子的ATP含量及其合成关键酶酶活,实验结果显示精子的ATP含量以及磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶活力在酸化条件下均显著下降。此外,精子内的Ca^2+-ATP酶(Ca^2+-ATPase)调节了精子的运动能力,因此实验也探究了海洋酸化对泥蚶精子Ca^2+-ATPase酶活的影响,结果证实该酶活力在海水pH为7.4时被显著抑制。综合本研究结果可以得出,海洋酸化很可能会通过干扰精子细胞内ATP的合成及Ca^2+的调控进而削弱精子的运动速度。

关键词：海洋酸化泥蚶精子运动 ATP Ca2+

海洋酸化条件下重金属和金属纳米颗粒的环境行为及其对海洋生物的影响

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中国科学：化学 2018年第3期48卷 256-265页

作者：尹双代燕辉徐立娜侯瑞锋姚欢王震宇赵建中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 江南大学环境与土木工程学院无锡214122

工业革命以来,海洋吸收人类排放的CO_2,导致地球表层海水碳酸盐浓度和pH持续下降,使得全球海洋出现酸化现象.海洋酸化(ocean acidification,OA)除直接威胁海洋生态系统的稳定外,还通过改变海洋污染物的环境行为间接改变其对海洋生物的... 详细信息

工业革命以来,海洋吸收人类排放的CO_2,导致地球表层海水碳酸盐浓度和pH持续下降,使得全球海洋出现酸化现象.海洋酸化(ocean acidification,OA)除直接威胁海洋生态系统的稳定外,还通过改变海洋污染物的环境行为间接改变其对海洋生物的毒性效应.本文以重金属和金属纳米颗粒(metallic nanoparticles,MNPs)等环境污染物作为主要的研究对象,通过对OA的成因进行深入分析,重点研究OA改变重金属的存在形态和影响金属纳米颗粒的溶解、悬浮、迁移等一系列过程的主要机理,探明这些重金属和MNPs的关键环境过程的改变对海洋生物个体的影响,并对其造成的毒性差异进行了重点分析.最后对OA与共存污染物毒性效应进一步需开展的研究工作进行了重点展望.

关键词：海洋酸化重金属金属纳米颗粒环境行为毒性效应

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海洋酸化效应对海水鱼类的综合影响评述

生态学报 2012年第10期32卷 3233-3239页

作者：刘洪军张振东官曙光于道德郑永允山东省海水养殖研究所青岛266002 国家海洋环境监测中心大连116023

人类活动引起的大气CO2浓度的升高,除了使全球温度升高外,导致的另一个严重生态问题——海洋酸化(Ocean acidification,OA),受到社会各界包括科研界的高度重视,该领域的大部分研究结果都是在近十年才发表出来的,目前还有很多需要解决的... 详细信息

人类活动引起的大气CO2浓度的升高,除了使全球温度升高外,导致的另一个严重生态问题——海洋酸化(Ocean acidification,OA),受到社会各界包括科研界的高度重视,该领域的大部分研究结果都是在近十年才发表出来的,目前还有很多需要解决的问题。海洋酸化的研究涉及到很多学科的交叉包括化学、古生物学、生态学、生物地球化学等等。在生物学领域,海洋酸化主要围绕敏感物种,例如由碳酸钙形成贝壳或外骨骼的贝类,珊瑚礁群体等。鱼类作为海洋脊椎动物的代表生物类群,自身具有一定的酸碱平衡调节能力,但相关海洋酸化方向的研究并不是很多。尽管人们对于海洋酸化对鱼类的影响了解甚少,这并不说明海洋酸化对鱼类没有作用或者效应小,在相关研究逐步展开的同时,发现鱼类同样受到海洋酸化的危害,几乎涉及到鱼类整个生活史和几乎大部分生理过程,尤其是早期生活史的高度敏感。因此就目前国内外对此领域研究结果做综述,以期待业界同行能够对海水鱼类这个大的类群引起重视。

关键词：海洋酸化二氧化碳海水鱼类

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海洋酸化生态学研究进展

生态学报 2012年第18期32卷 5859-5869页

作者：汪思茹殷克东蔡卫君王东晓中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室广州510301 中国科学院研究生院北京100049 中山大学海洋学院广州510000 格里菲斯大学环境学院美国乔治亚大学海洋系美国乔治亚州雅典市30602

工业革命以来,人类排放的大量二氧化碳引起温室效应的同时,也被海洋吸收使得全球海洋出现了严重的酸化。海洋酸化及伴随的海水碳酸盐化学体系的变化对海洋生物产生深远的影响。以海洋酸化对钙化作用和光合作用的影响为重点,总结了近年... 详细信息

工业革命以来,人类排放的大量二氧化碳引起温室效应的同时,也被海洋吸收使得全球海洋出现了严重的酸化。海洋酸化及伴随的海水碳酸盐化学体系的变化对海洋生物产生深远的影响。以海洋酸化对钙化作用和光合作用的影响为重点,总结了近年来关于海洋酸化的研究,介绍了海洋中不同生态系统对海洋酸化的响应。一方面,海水中CO23-浓度和碳酸钙饱和度的降低对海洋钙化生物造成严重损害,生活在高纬的冷水珊瑚和翼足目等文石生产者是最早的受害者;贝类和棘皮动物在钙化早期对海洋酸化尤其敏感,其幼体存活率受到海洋酸化的严重制约。另一方面,CO2浓度的增加能促进海洋植物的光合作用和生长,增加初级生产力,改变浮游植物的群落组成。此外,海洋酸化可以促进固氮和脱氮作用同时削弱硝化作用,改变溶氧浓度分布和金属的生物可利用性,从而对海洋生物产生间接影响。海洋酸化对海洋生态系统的影响机制复杂,影响程度深远。为了能准确的评估海洋酸化的生态学效应,需要更全面深入的研究。

关键词：海洋酸化 CO2 生物钙化光合作用

海洋酸化对微藻关键生理过程的调控机制及环境因素的影响

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应用生态学报 2020年第11期31卷 3969-3978页

作者：薛银浩刘卓苗王昊赵建中国海洋大学近海环境污染控制研究所海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100 海洋国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266071

人类活动排放大量的CO2通过海气界面进入海洋,打破原有海水碳酸盐平衡进而造成海洋酸化(OA)。OA会影响海水和海洋污染物的理化性质,进而对生活在海洋表层的浮游藻类生理过程产生显著调控作用。海洋微藻作为海洋中主要的初级生产者,其生... 详细信息

人类活动排放大量的CO2通过海气界面进入海洋,打破原有海水碳酸盐平衡进而造成海洋酸化(OA)。OA会影响海水和海洋污染物的理化性质,进而对生活在海洋表层的浮游藻类生理过程产生显著调控作用。海洋微藻作为海洋中主要的初级生产者,其生理功能与过程的正常进行对于海洋生态系统具有重要作用。本文综述了OA对海洋微藻光合固碳、钙化过程、固氮作用3个关键生理过程的调控作用和具体机制,总结了OA条件下,环境因素(如太阳辐射、温度、营养元素)对微藻生理过程和生长的影响,以及OA通过改变典型海洋污染物(如有机污染物、重金属、微塑料)的环境行为而对微藻生理过程的调控作用。最后,结合研究现状,对未来需要开展的研究方向进行展望。本文为进一步了解OA对海洋生态系统的潜在影响提供了重要信息。

关键词：海洋酸化海洋微藻海洋污染物环境因素生理过程

海洋酸化对日本虎斑猛水蚤抗氧化性指标和繁殖发育的影响

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生态学杂志 2017年第1期36卷 144-149页

作者：陈瑶董炜峰戴红杨毕铖陈章飞国家海洋局厦门海洋环境监测中心站福建厦门361008

本文选取海洋桡足类日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)为模式生物,采用生化测定和实验生态学方法,研究不同酸化胁迫对桡足类体内抗氧化性指标[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)和脂质过氧化(LPO)]、幼... 详细信息

本文选取海洋桡足类日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)为模式生物,采用生化测定和实验生态学方法,研究不同酸化胁迫对桡足类体内抗氧化性指标[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)和脂质过氧化(LPO)]、幼体发育时间、世代发育时间和产后代数的影响。结果表明:海水酸化可显著诱导桡足类的抗氧化性酶(SOD和CAT)的活性,而GST活性不受酸化影响,同时酸化可显著提高桡足类的LPO水平,可见该桡足类可通过SOD和CAT活性的提高来抵抗酸化胁迫引起的氧化胁迫;另外,酸化显著缩短桡足类的幼体发育时间和世代发育时间,并显著抑制其产后代数,提示酸化可以影响海洋桡足类的种群补充和动态;酸化引起该桡足类氧化胁迫的出现,继而对细胞生物大分子(如蛋白质、核酸等)造成氧化损伤,最终影响到该动物的个体水平和种群动态(如缩短发育时间和抑制繁殖力)。

关键词：海洋酸化抗氧化性指标氧化损伤繁殖发育

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海洋酸化对海洋无脊椎动物的影响研究进展

生态学报 2015年第7期35卷 2388-2398页

作者：赵信国刘广绪浙江大学动物科学学院杭州310058

人源二氧化碳(CO2)的大量排放,导致空气中CO2浓度越来越高,其中大约1/4至1/3被海洋吸收。过多CO2在海水中的溶解,除引起海水p H值降低外,还导致海水中碳酸盐平衡体系的变化,即"海洋酸化"现象。很多海洋无脊椎动物不但在海洋生态系统中... 详细信息

人源二氧化碳(CO2)的大量排放,导致空气中CO2浓度越来越高,其中大约1/4至1/3被海洋吸收。过多CO2在海水中的溶解,除引起海水p H值降低外,还导致海水中碳酸盐平衡体系的变化,即"海洋酸化"现象。很多海洋无脊椎动物不但在海洋生态系统中发挥重要作用,还是重要的水产养殖种,因此具有重要的生态与经济价值。由于海洋无脊椎动物的生活史在海水中完成,因此海洋环境的变化极易对其造成影响。大量研究已证实海洋酸化能对多种海洋无脊椎动物的受精、发育、生物钙化、基因表达等生命活动产生显著影响。综述了近年来海洋酸化对海洋无脊椎动物影响研究的相关报道,归纳了其对海洋无脊椎动物不同生命活动的影响,分析了其生态学效应,探讨了现有研究在方法创新、内容拓展以及机理分析等方面存在的局限与不足,并展望了海洋酸化对海洋无脊椎动物影响研究的发展方向。

关键词：海洋酸化海洋无脊椎动物生殖早期发育生物钙化代谢基因表达

海洋酸化和铜离子胁迫对海月水母碟状幼体的影响

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生态学报 2021年第4期41卷 1634-1644页

作者：王雷彭赛君董志军中国科学院烟台海岸带研究所牟平海岸带环境综合试验站烟台264003 中国科学院大学北京100049 中国科学院海洋大科学中心青岛266071

海洋酸化和重金属污染作为全球性海洋环境问题,均影响海洋生物的生存和生态系统的健康。海月水母是近岸海域常见的胶质性浮游动物,其生长发育和种群数量易受到海洋环境变化的影响。研究海月水母碟状幼体对海洋酸化(pH 8.1和pH 7.6)和Cu^... 详细信息

海洋酸化和重金属污染作为全球性海洋环境问题,均影响海洋生物的生存和生态系统的健康。海月水母是近岸海域常见的胶质性浮游动物,其生长发育和种群数量易受到海洋环境变化的影响。研究海月水母碟状幼体对海洋酸化(pH 8.1和pH 7.6)和Cu^(2+)(0、10μg/L和25μg/L)胁迫的生理响应,从氧化应激酶和酸碱平衡相关酶活性、呼吸、运动和生长等方面探究海洋酸化和铜污染对海月水母碟状幼体的综合影响。研究发现,经过16 d的暴露期后Cu^(2+)对海月水母碟状幼体产生较强的毒性效应,抑制Ca^(2+)-ATP酶和过氧化氢酶活性,造成超氧化物歧化酶活性和呼吸代谢速率异常升高、收缩频率降低、生长速度减慢。正常pH,25μg/L铜暴露处理的超氧化物歧化酶活性和呼吸率最高,收缩频率和伞部直径最小。随着铜暴露浓度的增加,海洋酸化可以缓解Cu^(2+)对海月水母呼吸率和生长的影响,但对Ca^(2+)-ATP酶和过氧化氢酶活性具有协同抑制作用。确定了海洋酸化和Cu^(2+)对海月水母的不同生理影响,这种差异影响可能会导致未来海洋生物多样性和生态系统的改变。

关键词：海月水母碟状幼体海洋酸化铜离子生理响应