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本研究采用叶绿素荧光技术,选取三种鹿回头珊瑚礁区常见的珊瑚种类(Acropora valida、Galaxea astreata和Favites abdita),分别设置海水环境为450μatm、650μatm(IPCC预测的2065年的水平)、和750μatm(IPCC预测的2100年的水平)的三个pCO2浓度梯度,监测珊瑚在不同CO2浓度下10天内的光合荧光参数的变化。实验结果表明,水体pCO2为650μatm时,珊瑚的总体光合效率最高,但随着时间延长,珊瑚荧光参数在三个浓度梯度下都会显示不同程度的下降趋势。虽然三种珊瑚对不同浓度CO2的响应程度不同,但均显示出在低浓度pCO2时,pH下降引起的酸化作用控制着珊瑚共生藻的光合效率;而随着pCO2浓度增加,CO2增加引起的施肥效应则愈加明显,并与酸化作用竞争,共同作用于珊瑚共生藻,使得光合荧光参数在波动中发生变化。 相似文献
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大气CO2浓度持续升高导致海洋酸化和暖化影响着造礁石珊瑚和珊瑚礁生态系统。为探明造礁石珊瑚早期生活史对海洋酸化和暖化的生理学响应，本文研究了温度（约28°C, 约30°C）和pCO2（约570 μatm, 约1 300 μatm）以及两者协同作用对简单鹿角珊瑚（Acropora austera）和中间鹿角珊瑚（A. intermedia）早期生活史的影响。实验结果表明，升温（+约2.5°C）和酸化（约1 300 μatm）对两种鹿角珊瑚幼虫的附着率和死亡率均无显著影响。酸化显著降低了简单鹿角珊瑚幼体存活率（25.87%），但并不显著影响中间鹿角珊瑚幼体的存活率；升温对两种鹿角珊瑚幼体存活率无显著影响。升温（+约2.5°C）、酸化（约1 300 μatm）对简单、中间鹿角珊瑚幼虫的存活和附着过程的影响较小，但是酸化对简单鹿角珊瑚幼体存活的影响高于暖化。本文结果表明，珊瑚补充过程对海洋酸化和暖化的响应可能具有种类特异性，气候变化将逐渐改变造礁石珊瑚的群落结构。 相似文献
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大气CO2浓度升高引起的海洋酸化可能对浮游植物造成不同程度的影响。而近海浮游植物不仅面临着海水酸化问题，还会受到海水溶解性CO2降低及pH升高(海水碱化)的影响。本实验以斑点海链藻(Thalassiosira punctigera)为研究对象，测定7个不同pCO2水平(25 μatm、50 μatm、100 μatm、200 μatm、400 μatm、800 μatm、1 600 μatm)下的生长、光合作用和呼吸作用速率、细胞粒径、叶绿素a和生物硅含量以及叶绿素荧光等参数。结果表明，与400 μatm相比，在海水酸化(pCO2 > 400 μatm)和海水碱化(pCO2 < 400 μatm) 条件下，斑点海链藻的生长速率和叶绿素a含量都显著降低，但是碱化条件下降低的程度更大。此外，碱化处理的藻细胞光合作用速率、最大量子产量(Fv/Fm)和最大相对电子传递速率(rETRmax)都显著低于400 μatm培养下的细胞，而呼吸作用速率显著升高，但是生物硅含量和细胞大小无明显变化。研究表明海水碱化和海水酸化均会抑制其生理活动，而且海水碱化对其影响更显著。这表明正常pCO2生长下的藻细胞具有最适的生理状态。本研究可为探究海水碳酸盐系统变化对海洋初级生产力的影响提供一定的数据支持。 相似文献
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生物礁是由珊瑚虫、藻类等造礁生物组成、具有抗浪结构的海相碳酸盐岩,是全球主要碳库之一,也是观察热带海洋影响中-高纬度环境过程的重要窗口。近二、三十年以来,伴随着海洋水体的显著酸化和增温,全球热带海洋生物礁的主体——珊瑚礁系统遭受了不同程度的影响。其中,对于高温强迫而言,海水温度上升诱发珊瑚白化、抑制珊瑚的自我修复;海洋酸化可以显著改变珊瑚钙化率、抑制珊瑚幼虫发育、引发珊瑚礁的溶解;两大因素均可改变珊瑚礁的群落结构。针对这些环境要素的改变,珊瑚自身可以通过共生藻的种类转换以及调控基因表达等手段在一定程度上抵抗高温胁迫;但若温室气体的排放不受控制,绝大多数珊瑚礁到21世纪末都将遭受灾难性打击。为应对未来不同场景下的珊瑚礁变化,还需要对高温、酸化等关键因子响应特征进行更深入的研究;珊瑚礁长序列研究有可能为珊瑚的长周期演化特征提供关键认识,也为现代观测提供有益补充。 相似文献
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珊瑚与虫黄藻的共生是珊瑚礁生态系统最基本的生态特征,虫黄藻光合作用效率直接决定着珊瑚的健康状况。本研究对海南三亚鹿回头珊瑚礁礁坪上5种典型珊瑚(澄黄滨珊瑚Porites lutea、丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis、标准蜂巢珊瑚Favia speciosa、多弯角蜂巢珊瑚Goniastrea favulus和伞房鹿角珊瑚Acropora corymbosa)共生藻的实际光量子产量ΦPSⅡ进行了连续5日的现场监测,并同时监测了该海域的7种环境参数(温度、盐度、溶解氧、pH、海水中二氧化碳分压pCO2、辐射和潮位),旨在探索鹿回头海域珊瑚共生虫黄藻光合作用的日变化规律及其调控因素。结果表明,珊瑚共生虫黄藻光合作用效率和各环境参数都存在明显的日变化,但共生藻光合作用效率主要受光合有效辐射强度(photosynthetic active radiation,PAR)所调控,其次是温度和潮位变化。澄黄滨珊瑚的共生藻光合作用最易受到环境因素的影响。 相似文献
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冬季北黄海表层海水pCO_2分布及其影响因素探讨 总被引：2，自引：1，他引：1
根据2006年12月在北黄海走航连续观测所得pCO2 数据,结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料,对该海域pCO2分布及其影响因素进行了探讨.结果表明:冬季北黄海表层海水pCO2测值在203～683 μatm之间,平均值为408 μatm.辽南沿岸流及其影响区域是大气CO2汇区;山东半岛以北沿岸,122°E以西受渤海环流输送,黄河悬浮颗粒物影响的高浑浊度区域是大气CO2的一个强源区(最高值达到683 μatm);而占据北黄海大部的黄海混合水以及北黄海整体上是大气CO2的弱源.冬季北黄海表层海水pCO2分布主要受控于海水温度、碳酸盐体系平衡和生物活动,即温度越高pCO2越高、DIC 越高pCO2越高、叶绿素含量越高pCO2越低.其中辽南沿岸流及其影响区域生物活动的影响最为显著.而山东半岛以北沿岸的高浑浊度区域水体性质具有特殊性,较高的 pCO2受控于高的DIC浓度以及陆岸的影响. 相似文献
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珊瑚白化是导致全球珊瑚礁生态系统衰退的最重要原因之一,野外观察结果表明不同种属的造礁石珊瑚对于海水温度升高的耐受性有所差异.选取多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)为研究对象,比较其共生藻在温度升高时的光生理差异.对多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚共生藻的分子系统学研究结果表明:多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚的共生藻属于不同系群,丛生盔形珊瑚共生藻属于D系群,而多孔鹿角珊瑚共生藻属于C1亚系群.当温度升高到30℃时并未对两种造礁石珊瑚共生藻光合系统Ⅱ造成损害,而当温度升高到34℃时两种造礁石珊瑚共生藻的Fv/Fm值急剧下降,其光合系统Ⅱ遭受损害.多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚分别与不同系群的共生藻共生可能是导致其对海水温度升高耐受性不同的主要原因,与C1亚系群共生藻共生的多孔鹿角珊瑚对水温升高敏感,容易白化,而与D系群共生藻共生的丛生盔形珊瑚对水温升高的耐受性强,不易白化. 相似文献
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珊瑚藻是珊瑚礁生态系统中一类主要的钙化生物,不仅能够构建、稳固礁体,而且与造礁石珊瑚关系密切,其对造礁石珊瑚幼虫附着的促进作用是退化石珊瑚群落恢复的关键。但是,面对未来气候变化,珊瑚藻对珊瑚幼虫的诱导作用会如何响应,以及该过程是否与藻体共附生细菌群落有关,目前尚不清楚。本文选取了广泛分布于我国南海珊瑚礁生态系统中的孔石藻（Porolithon onkodes）为研究对象,分别采用不同pCO2和温度培养孔石藻31 d,研究不同处理后孔石藻对鹿角杯形珊瑚幼虫附着的影响,并通过分析藻体共附生细菌群落的变化情况,探究细菌多样性与孔石藻对珊瑚幼虫诱导功能的关系。结果表明,与对照组相比,酸化（1200 ppm/1800 ppm pCO2）和升温（30 ℃/32 ℃）均没有显著影响孔石藻诱导鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）幼虫附着,其中温度30 ℃,pCO2 1200 ppm时,珊瑚幼虫附着率最高100.00%。采用16s rRNA高通量测序技术分析了不同处理组孔石藻共附生细菌群落结构及多样性。结果表明,孔石藻共附生细菌主要由变形菌门、拟杆菌门和绿弯菌门等菌群构成,其中变形菌门含量达到40.34%~73.45%;与酸化相比,孔石藻共附生细菌群落对温度变化更敏感,其中32 ℃处理组具有更高的细菌多样性,但经Kruskal-wallis秩和检验显示不同温度和CO2浓度处理组,在门、纲、属水平上细菌多样性、丰度及组成均无显著性差异,说明孔石藻共附生细菌群落结构相对稳定,推测这可能与孔石藻诱导珊瑚幼虫附着不受温度和酸化影响密切相关。研究结果对预测未来气候变化对珊瑚礁生态系统的影响、制定珊瑚礁生态系统保护与修复策略具有重要的理论价值和生态意义。 相似文献
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海水酸化造成全球珊瑚礁严重退化,应用卫星遥感手段可以快速地对珊瑚礁进行监测。在野外做酸度对比实验具有条件不易控制、周期长等局限性。文章提出一种室内测量珊瑚光谱的方法,通过比较不同酸度梯度下珊瑚光谱的变化,为研究海水酸化对珊瑚的影响提供了一种新的思路。试验采用7.6、7.9和8.1的酸度梯度,结果表明:在pH为8.1和7.9环境条件下,珊瑚的光谱趋势大体一致,总体上珊瑚光谱波峰出现了向长波方向的红移。但是在pH为7.6的条件下,珊瑚的光谱在650~700nm之间出现一个反常的吸收谷,这是由于pH 7.6的酸度条件适宜一些藻类生长,藻类附着在珊瑚表面,从而影响了其光谱特性。 相似文献
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Helen S. Findlay Michael A. Kendall John I. Spicer Stephen Widdicombe 《Estuarine, Coastal and Shelf Science》2010
The Arctic Ocean and its associated ecosystems face numerous challenges over the coming century. Increasing atmospheric CO2 is causing increasing warming and ice melting as well as a concomitant change in ocean chemistry (“ocean acidification”). As temperature increases it is expected that many temperate species will expand their geographic distribution northwards to follow this thermal shift; however with the addition of ocean acidification this transition may not be so straightforward. Here we investigate the potential impacts of ocean acidification and climate change on populations of an intertidal species, in this case the barnacle Semibalanus balanoides, at the northern edge of its range. Growth and development of metamorphosing post-larvae were negatively impacted at lower pH (pH 7.7) compared to the control (pH 8.1) but were not affected by elevated temperature (+4 °C). The mineral composition of the shells did not alter under any of the treatments. The combination of reduced growth and maintained mineral content suggests that there may have been a change in the energetic balance of the exposed animals. In undersaturated conditions more mineral is expected to dissolve from the shell and hence more energy would be required to maintain the mineral integrity. Any energy that would normally be invested into growth could be reallocated and hence organisms growing in lowered pH grow slower and end up smaller than individuals grown in higher pH conditions. The idea of reallocation of resources under different conditions of pH requires further investigation. However, there could be long-term implications on the fitness of these barnacles, which in turn may prevent them from successfully colonising new areas. 相似文献
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为探讨海水酸化和磺胺甲恶唑环境残留对珊瑚礁区生物的影响，本文以南海珊瑚礁区关键礁栖生物大马蹄螺（Trochus niloticus） 为研究对象，探究了两种环境胁迫因素对大马蹄螺的氧化胁迫作用。分别采用两个 pH 水平 （pH 8.1、 pH 7.6） 和三个磺胺甲恶唑浓度水平 （0 ng/L、100 ng/L 和 1 000 ng/L） 单独和复合暴露 28 天，测定其对大马蹄螺鳃组织的超氧化物歧化酶 （SOD）、过氧化氢酶 （CAT） 和谷胱甘肽巯基转移酶 （GST） 活性以及谷胱甘肽 （GSH） 含量和脂质过氧化水平 （LPO） 的影响。结果发现：海水酸化和磺胺甲恶唑单独暴露能够导致大马蹄螺鳃组织出现不同程度的氧化应激现象，表现为抗氧化酶 （CAT、SOD 和 GST） 活性和谷胱甘肽含量的升高。在复合暴露条件下，大马蹄螺鳃组织的抗氧化酶（CAT、SOD 和 GST） 活性和谷胱甘肽含量均受到不同程度的抑制，同时伴随着脂质过氧化水平的显著升高。这表明短期海水酸化和磺胺甲恶唑复合暴露可导致大马蹄螺鳃组织出现氧化损伤现象，进而可能对个体存活和种群繁衍造成负面影响。 相似文献
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海洋是一个巨大的碳库,通过吸收大气中的二氧化碳减缓了全球变暖的局势。海洋同时也是蕴含丰富资源的宝库,过量二氧化碳的吸收造成海水pH值发生变化,海洋酸化对这个资源宝库的影响不容忽视。文章通过文献计量与统计分析的方法,从宏观角度研究了海洋酸化研究的整体发展现状、主要研究力量与研究主题分布,分析了未来的发展趋势,并结合现有问题给出了讨论建议,以期为未来的海洋酸化研究提供一定的参考借鉴。研究结果表明：海洋酸化研究经历了探索、成型、快速增长与稳步增长4个时期,澳大利亚、美国、加拿大和英国是主要研究国家,美国国家海洋与大气管理局、美国伍兹霍尔海洋研究所、美国加州大学、澳大利亚昆士兰大学和詹姆斯库克大学是主要研究机构。海洋酸化过程与成因、敏感性生物与生命过程影响、生态系统影响与生态效应、珊瑚礁与藻类典型研究等内容则是该领域的主要研究主题。未来的海洋酸化研究还应该拓展广度和深度、提升方法和技术,并注意制定综合研究计划、慎重定性与量化研究结果、考虑多方面差异耦合因子并加强基础研究与国际合作。 相似文献
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通过实验室构建不同氮磷比条件下的酸化海水环境,培养麻痹性贝毒(paralytic shellfish toxin,PST)产毒藻微小亚历山大藻(Alexandrium minutum),采用藻细胞计数法、分光光度法、高效液相色谱-质谱法等分析方法,探讨了不同氮磷比条件下的酸化海水对微小亚历山大藻的生长、氮磷营养盐吸收、产毒等参数的影响。结果表明,在一定程度上,酸化环境对A.minutum的生长、PST的胞内累积和胞外释放有促进作用,且胞外培养液中PST含量增加的程度更高;同时,酸化海水促进胞内毒性较低的N-H类膝沟藻毒素(GTX2和GTX3)被氧化成毒性较高的N-OH类膝沟藻毒素(GTX1和GTX4),导致A.minutum的细胞毒性和培养液毒性增加。而海水中氮磷比的进一步升高,在一定程度上促进了微小亚历山大藻细胞毒素含量和毒性的增加,但并未促进其生长,且降低了藻细胞内的磷储量。 相似文献
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通过向水体中通入CO_2的方法模拟海洋酸化环境,测定青蛤(Cyclina sinensis)在酸化条件下各免疫指标的变化情况。结果显示:将青蛤置于酸化的海中(pH分别为7.4和7.7),并以自然海水做对照组(pH 8.1)后,血细胞总数随海水酸化胁迫时间的延长,表现为下降趋势,且差异显著(P0.05);海水pH降低抑制了溶菌酶的活性,但差异性不显著(P0.05);ACP活性总体呈下降趋势,对照组活性要高于酸化组,而ALP活性表现为上升趋势。酸化胁迫初期诱导SOD活性升高,后期SOD活性受到抑制,而CAT变化却截然相反;脂质过氧化产物MDA在酸化后期出现显著降低(P0.05)。 相似文献
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本文在实验室模拟近期海洋酸化水平,对海洋酸化对海水青鳉鱼(Oryzia melastigma)胚胎骨骼发育的影响进行了初步研究。实验中,通过往实验水体中充入一定浓度CO2气体酸化海水。对照组CO2分压为450×10-6,两个处理组CO2浓度分别为1 160×10-6和1 783×10-6,对应的水体pH值分别为8.14,7.85和7.67。将海水青鳉鱼受精卵放入实验水体中至仔鱼孵化出膜,对初孵仔鱼经骨骼染色、显微拍照,挑取了仔鱼头部、躯干及尾部骨骼染色清晰的28个骨骼参数的长度进行了显微软件测量及数据统计分析。结果发现,酸化处理对实验鱼所测量的骨骼长度影响均不显著。因此推测,未来100~200年间海洋酸化对海水青鳉鱼的胚胎及初孵仔鱼的骨骼发育没有显著影响。 相似文献