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大气中逐步上升的CO2浓度对海洋生态环境产生了两方面重要的影响:一是海水表层温度的升高;二是海水碳酸盐平衡体系的改变,主要表现为海水CO2分压(pCO2)的升高以及pH的降低(海水酸化)。海水升温和酸化是对造礁石珊瑚和珊瑚礁存续的两个严重威胁,在全球范围内珊瑚礁严重退化的背景下,珊瑚幼虫的成功附着和补充对退化珊瑚礁的恢复至关重要。因此研究海水温度和pH变化对珊瑚幼虫附着以及幼体生长发育的影响有助于预测和了解未来气候条件下石珊瑚的种群结构和补充动态。本文以三亚鹿回头常见造礁石珊瑚鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)为研究对象,探讨了海水温度和pCO2升高对鹿角杯形珊瑚幼虫生理的潜在影响以及酸化对鹿角杯形珊瑚幼虫附着后生长发育的影响。 首先,将鹿角杯形珊瑚幼虫孵育在在2个温度(28和31.5℃)和2个pCO2(~440和~1000μatm)的组合处理中8小时,之后测定幼虫内共生虫黄藻的光合生理参数-最大光量子产量(Fv/Fm)以及附着率,实验于农历新月后第六到第九天(LD6-9)连续开展四天。结果发现幼虫的Fv/Fm介于0.60-0.76,不同日期排放的幼虫的Fv/Fm较稳定,各处理均值为0.66-0.7;温度、pCO2以及二者的交互作用均不影响幼虫的Fv/Fm;四个处理条件下孵育8小时之后加入珊瑚藻骨骼小片诱导附着,8小时之后幼虫的附着率介于50%-100%之间,升高的pCO2对幼虫的附着并无直接、明显的效应,而温度对幼虫的附着产生显著的抑制,且温度对附着的效应在不同的LD之间也有明显差异。总体上,31.5℃下珊瑚幼虫的附着发生延迟,附着率平均比28℃降低18.9%。这些结果表明温度对珊瑚的幼虫阶段的影响要大于酸化,而且孵幼型珊瑚幼虫对温度和pCO2的生理响应与幼虫释放日期有关。 再者,鹿角杯形珊瑚幼虫在三个pCO2(446、896、1681μatm)中附着后并养殖12天后,结果显示升高的pCO2的对幼体的虫黄藻密度和Fv/Fm影响很小,却使最大电子传递速率升高了17-21%;幼体的钙化和生物量对pCO2的升高呈现非线性负响应,和446μatm中珊瑚幼体相比,896μatm下幼体的骨骼重量和生物量分别降低了34%和24%,但是之后在1681μatm中幼体的骨骼和组织生长却没有继续降低而是维持在与896μatm中几乎相等的水平。同时,在896和1681μatm中,虽然幼体的表面积相近,但幼体的出芽生殖受到抑制,每个幼体的平均水螅体数降低了16.8%。这些结果表明了高pCO2下鹿角杯形珊瑚幼体的生理可塑性,即高pCO2条件下珊瑚幼体会调整改变自身的生理,具体表现为增加光合作用中的电子传递速率以及抑制无性出芽,以支持骨骼和组织的生长,进而利于珊瑚幼体在酸化条件下的维持和存活。