海洋酸化对中间球海胆Strongylocentrotus+intermedius浮游幼体发育的影响分析.doc

分类号 密级 UDC 编号 硕 士 学 位 论 文 海洋酸化对中间球海胆(Strongylocentrotus intermedius)浮游幼体发育的影响 黄显雅 1116005 指导教师姓名 湛垚垚 讲师 专 业 名 称 生物化学与分子生物学 论文答辩日期 学位授予日期 年 月 日  Thesis for Master Degree The impact of ocean acidification on larval development insea urchin Strongylocentrotus intermedius Master Candidate: Huang Xian-ya Major Advisor： Zhan Yao-yao College of Fisheries and Life Science, Dalian Ocean University, Dalian, Liaoning, P. R. Chian June, 2014  本研究由 国家自然科学基金 资助 This study was funded byNational Natural Science Foundation of China (No.  摘 要 摘 要 海洋酸化(ocean acidification, OA)是指由于吸收大气中过量二氧化碳(CO2)而导致的海 水逐渐变酸的现象。自工业革命开始，人类的各种活动产生的的CO2量非常巨大，空气中 的 CO2浓度从工业革命前的 280ppm 上升到现在的 300-380ppm，预计到 2100 年将达到 450-1000ppm。自1880年以来，海洋表面pH值下降了0.12个单位，相当于海水中的H+ 浓度上升了30%，按此估算，到2100年，海洋平均pH值将比现在下降0.3-0.5个单位， 即从现在的8.1左右下降至7.6左右。关于海洋酸化的研究最早的是珊瑚，调查显示，1990 年至今，大堡礁珊瑚平均钙化率下降了14%。这是由于不断增加的大气CO2，能够显著降 低珊瑚的有效钙化累积，减缓珊瑚礁的形成进程。随着全球气候变化的日益恶化，海洋酸 化对海洋生物的影响也备受关注，对海洋酸化与海洋生物间的相互作用的研究也越加深 入。 海胆是海洋浅海动物的代表动物，其作为发育生物学的模式生物已有100多年的历史， 由于海胆浮游幼体和成体具有骨针、棘、齿及壳等钙化结构，因此也是研究生物钙化作用 的重要模式生物。目前，国外利用实验室模拟方法研究海洋酸化对海胆生长发育影响的基 础理论研究工作已逐渐开展起来，而针对海洋酸化对海胆，尤其是海胆经济种类潜在影响 的研究鲜有报道。 本研究首先在实验室条件下模拟未来海洋酸化条件，初步明确了未来海洋酸化对我国 海域海水碳酸体系的影响，随后，以我国北方沿海最重要的经济海胆之一——中间球海胆 （又称虾夷马粪海胆，Strongylocentrotus intermedius）为对象，按照IPCC预测2100年地 球海洋酸化水平设置OA1（自然海水pH-0.3），OA2（自然海水pH-0.4），OA3（自然海水 pH-0.5）三个海洋酸化条件，通过观察自然海水以及不同海洋酸化条件下，中间球海胆浮 游幼体的上浮和存活情况，计算中间球海胆浮游幼体的上浮率和存活率；利用显微观察、 软件测量和扫描电镜超显微观察等技术手段探明了海洋酸化对中间球海胆浮游幼体骨针 钙化生长、平均钙化生长速率以及钙化结构的影响。结果显示： 1、通过实验室模拟海洋酸化研究发现，由于 CO2过量排放引起的海洋酸化对海水温 度、盐度和总碱度并无显著影响，而对海水碳酸体系各组份的影响却十分显著。其中，海 水中的CO2分压随着CO2释放的增加而增高，海水pH值随着CO2释放的增加而降低，海 水中碳酸氢根的浓度随着CO2释放的增加而增加，而海水中碳酸根的浓度却随着CO2释放 的增加而降低，海水主要碳酸盐（方解石和霰石）饱和度也随着随着CO2的不断释放而逐 渐降低。 2、对海洋酸化条件下中间球海胆浮游幼体上浮率、