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近几年来大连市金普新区登沙河湾海域养殖的海带发生大规模腐烂现象,使养殖户遭受很大经济损失。水域与环境调查结果发现,海带养殖区周边水环境中有重金属离子超标现象。为了研究环境因子及金属离子铜、镍对海带生长及相关生理指标变化的影响,一方面在登沙河及大李家海带养殖区域进行了环境因子及海带生长的跟踪调查。另一方面,在实验室条件下,分别设置不同浓度Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的养殖水环境,对海带进行7天的室内养殖实验。研究了两种重金属离子对海带生长、金属离子吸附、可溶性糖、蛋白含量、总抗氧化能力、超氧化物歧化酶活性的影响,其中铜和镍的浓度设定为0、0.25、0.5、1.0、5.0mg/L。结果如下:(1)两种金属离子对海带生长的影响:在Cu(Ⅱ)的作用下,海带的生长受到明显的抑制作用,出现厚度变薄、甚至腐烂等症状,并且浓度越高,此现象越明显。而在Ni(Ⅱ)实验组海带没有出现腐烂等症状。与对照组相比,在实验的镍离子浓度范围内,各组海带的增长率无明显差异,而增重率差异显著。铜离子对海带生长的影响为,对照组海带与4个实验组海带增长率均差异显著,1.0和5.0mg/L实验组海带增重率与前三组变化差异显著。(2)海带对两种金属离子的吸附:随着Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)浓度的升高,海带对于两种离子的吸附均为递增趋势,在1.00mg/L到5.00mg/L时升高最为显著,且在浓度5.00mg/L时为最高。两者比较海带对Cu(Ⅱ)的吸附性明显强于对Ni(Ⅱ)的吸附性。(3)两种金属离子对海带营养组成的影响:Cu(Ⅱ)对海带可溶性糖的影响随浓度的升高呈现递减的状态。当浓度为0.25mg/L时下降最显著,并在浓度为1.00mg/L时含量最低,低于对照组。而Ni(Ⅱ)对海带糖含量的影响与Cu(Ⅱ)不同,呈现先上升再下降的趋势,在浓度为0.50mg/L和1.00mg/L时显著上升,并在0.50mg/L时达到最高,高于对照组。Cu(Ⅱ)对海带蛋白的影响是随浓度的升高总体呈先上升后下降的趋势,并在浓度为0.25mg/L时显著上升,并达到最高。而在后三个浓度时显著下降,在5.00mg/L时为最低。Ni(Ⅱ)对海带的影响呈总体上升的趋势,但上升均不显著。而在浓度为0.50mg/L时,含量下降,但不显著。(4)两种金属离子对海带抗氧化活性的影响:Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)对海带总抗氧化力的影响趋势不同,在Cu(Ⅱ)作用下海带的总抗氧化力表现为先下降再升高,且变化均不显著,在浓度为0.25、0.50、1.00mg/L时低于对照组,并在浓度为0.50mg/L时达到最低。而在Ni(Ⅱ)的作用下海带总抗氧化力表现为先升高再降低,在浓度为0.25和0.50mg/L时上升最显著,并在浓度0.25mg/L时达到最高,当浓度≥0.50mg/L时,海带总抗氧化力开始下降,浓度为0.50mg/L时与对照组差异显著,后两个浓度组与对照组差异不显著。Cu(Ⅱ)对海带SOD的影响随浓度的升高呈先下降后上升的趋势,在0.25、0.50mg/L时下降最为显著,在浓度为0.25时达到最低,当浓度≥1.00mg/L时上升显著高于前两个实验组。Ni(Ⅱ)浓度在0.25、1.00、5.00 mg/L时对海带SOD的影响呈上升趋势,各组间不显著,但在浓度为0.5mg/L时对海带SOD影响为下降,且下降显著。(5)两种金属离子对海带光合、呼吸作用的影响:实验组海带在Cu(Ⅱ)的影响下光合作用大幅减弱,当Cu(Ⅱ)浓度为0.25和0.5mg/L时显著下降,当浓度为1.00mg/L和5.00mg/L时下降幅度最大。而对呼吸作用的影响表现为,随浓度的升高先升高再降低,在浓度为0.25、0.50、1.0mg/L时呼吸作用强度上升,在浓度为1.00mg/L时达到最大,且上升均显著,当浓度为5.00mg/L时显著下降,并低于对照组。在Ni(Ⅱ)影响下海带光合、呼吸光合作用强度的变化趋势为先上升再下降,当Ni(Ⅱ)浓度为0.25mg/L时显著上升,并达到最高,在0.50mg/L时上升,但不显著,在≥1.00mg/L时开始下降,但不显著,当浓度达到5.00mg/L时显著下降。对呼吸作用的影响表现为在浓度为0.25mg/L时显著上升,并达到最高,而在其他浓度下变化不显著。(6)登沙河海域环境因子跟踪调查及对海带生长的影响:登沙河海域水温、pH、盐度的平均值均低于大李家海域,而溶氧量和透明度的平均值要高于大李家海域。另外一方面,从上述各个指标的变化情况来看,登沙河海域的多项环境因子的变化波动较大,而大李家海域则相对平稳。而从两个海域的海带生长情况来看,总体上的特点是登沙河海域海带偏长和宽,而大李家海域海带的生长特点是偏重,在相对生长方面,大李家海域的海带的长势总体好于登沙河海域,海带生长稳定,而登沙河海域海带可能由于环境因子的不稳定导致该海域的海带生长同样有这个特点,波动较大,这种波动一般都发生在第四或第五次采样之后,也就是从冬季进入春季之后,这个时期气候变化复杂,可能是造成这种不稳定波动的原因。