稻田农药-水环境-水生生态系统三者互作机制及风险评估

采用建立标准化微宇宙的方法，对三种不同标靶的稻田农药（毒死蜱、丁草胺、三唑酮）对农业水生系统的联合生态风险进行研究。本研究将阐明稻田农药-水环境-生物群落三者之间的相互作用和反馈机制；筛选出应用于南方稻区农药污染监测和水生风险评估的指示生物；建立水生生态系统对农药的最大负载容量的计算方法。预期研究成果将填补我国稻田农药水生风险评估研究空白，拓展农药风险评估技术，为农药和其它污染物水生生态风险评估、农业面源污染的监控和治理提供新思路。

本项目以我国现有稻田周边水域的浮游生物为代表性种群作为研究对象，结合我国稻区环境和气候条件，选用我国稻田上用量较大的三种不同作用靶标农药——毒死蜱、丁草胺和三唑酮，通过室外和室内微宇实验研究比较了单一农药暴露和混合农药暴露对稻田周边水生态系统的影响，以及水环境与农药效应之间的互作机制。进一步建立了一种能应用于稻田农药水生生态风险评估的典型微宇系统。本项目研究结果表明：（1）毒死蜱对水生态系统的效应明显，并且表现出一定与剂量相关的生态系统崩溃-演替-平衡过程，系统内生物对毒死蜱的敏感性趋势表现为枝角目＞桡足类＞轮虫类，微宇系统内敏感生物系统多样性降低，但这种效应在实验期间可以得到恢复。（2）丁草胺未对浮游动物群落产生明显的影响，丁草胺的主要作用是抑制浮游植物，从而导致微宇系统内浮游动物群落的演替，但这种演替在实验周期内可重新达到平衡。（3）三唑酮未对微宇内的浮游动物和浮游植物群落产生明显的不良效应。（4）三种农药混合暴露的生态效应，与毒死蜱的单一作用类似，仍然表现为微宇内敏感生物种群受到抑制而导致系统内生物多样性下降。（5）通过RDA分析，水质参数中的水温、溶解氧和pH对整个系统生态平衡的影响较大，且微宇内溶解氧含量与pH值有一定的正相关性。毒死蜱和丁草胺的使用均会使微宇系统内溶解氧（DO）含量降低，说明农药-生物-水质参数之间动态调节、反馈过程的存在，最终对水生生态系统效应产生间接影响。.　　　关键结论：（1）多种农药混用的主导因子：稻田混合使用不同标靶的农药，对水生生态系统的作用主要由杀虫剂决定。（2）稻区水体污染标志：耐药性强的轮虫群落增长，是水体污染程度的明显标志。（3）农药-浮游生物-水环境三者关系与机制：农药的毒性主导了微宇系统中生物相的改变过程，暴露的强弱主导着系统的崩溃或恢复、演变的过程，但农药与水环境参数的改变无直接关联，DO、pH、温度仅是影响浮游生物群落生存的重要因子。（4）项目所建立的典型室内微宇能较好地实现对室外微宇结果的模拟，能够快速有效地预测农药及有毒化学品的环境暴露对水生生态系统的影响及生态风险，在农药水生生态风险评估中具有良好的应用前景。.　　　本项目共发表相关研究论文5篇，其中SCI论文3篇，中文核心论文2篇，培养1名博士研究生（2013.9月答辩）， 1名硕士研究生（2015.6月答辩）。