海南红树林重金属污染及其对海蛙的生态毒理效应研究

由于全球变化和人类活动的影响，素有"海岸卫士"之称的红树林面临的环境污染日益增加，尤以重金属污染为甚。重金属作为一类典型的累积性污染物，通过食物链逐级传递和富集对两栖动物的生长和繁殖造成严重影响。本研究通过调查海南红树林沉积物中重金属分布的时空差异将红树林按污染程度不同分成不同的微生境，比较各微生境中海蛙的种群大小、种群结构以及组织中重金属含量、免疫指标、DNA损伤等指标，以了解海蛙的生存现状及其与重金属污染的关系，客观评价海南红树林潮滩的生态质量状况。在此基础上，找出对海蛙生存影响最大的重金属种类，在实验室条件下研究这些重金属污染物对海蛙急性、慢性以及传代毒物效应的影响，从分子、细胞、组织和器官等生命层次和生理、代谢、发育、遗传等生命现象水平研究海蛙与重金属污染物的相互关系及其作用机理，揭示重金属的毒物效应和确定反映环境胁迫的指示特征。

由于全球变化和人类活动影响，红树林重金属污染尤为严重，有关其污染评价方法备受关注。本研究分析了海南东寨港和清澜港红树林自然保护区沉积物中主要重金属Cu、Pb、Cd、Cr含量的时空变化，运用地质累积指数和综合污染指数进行相应评价，结果表明东寨港和清澜港这四种重金属均处于严重污染状况，并且东寨港污染程度大于清澜港。而生活在该区域中海蛙骨骼对Pb，肌肉和皮肤对Cr，肝脏对Cu的富集程度较高，四种组织中只有肝脏对Cu的富集系数大于1。. 为探讨海蛙作为红树林生境质量评价指示物种的可行性，野外调查研究表明东寨港地区海蛙种群密度高于清澜港，两地区海蛙形态学指标（头体长、头长、头宽、吻长、口咽腔长、体重、肥满度）差异不显著，抗氧化酶活性（SOD、TChE、CAT）差异无规律可循，但清澜港地区海蛙组织丙二醛含量高于东寨港地区，这在一定程度上说明前者的脂质过氧化程度较后者强。事实上，两地生境质量就红树林面积及红树林保护情况而言应该是东寨港强于澜港。因此，以海蛙作为评价红树林生境质量优劣的指示物种是可行的，而且组织中丙二醛含量可作为较为敏感的评价指标之一。. 室内曝污实验表明，以海蛙蝌蚪（第27-28期和38-39期）为试验材料，其对Cu2+的LC50远低于Cd2+。随着蝌蚪发育期延长，其对重金属离子铜和镉的耐受性也增大。第27-28期和38-39期海蛙蝌蚪对Cu2+ 96h LC50分别为1.10、0.95mg/l, 对Cd+ 96h LC50分别为25.89、16.19mg/l。急性毒性试验表明，铜、镉曝污均可使海蛙蝌蚪SOD活性、TChE活性及金属硫蛋白含量下降，MDA含量上升，而且曝污时间与曝污浓度之间均存在显著的交互作用；此外，还可使海蛙蝌蚪红细胞微核率和核异常率增加，且随曝污浓度的增大而增加。慢性毒性试验表明，铜、镉曝污可使海蛙蝌蚪体重和体长的增加幅度下降，阻碍蝌蚪生长，也可使组织中SOD和TChE活性降低，MDA含量升高，组织脂质过氧化程度加剧。. 此外，还研究了海蛙的两性异形和食性。结果表明，海蛙仅头体长在雌雄两性之间差异显著，雌性显著大于雄性，雌体窝卵重与头体长和体重之间皆成正相关关系，表明雌性可能是通过增大体型从而增加繁殖输出，而向较大体型发展。食性研究表明，海蛙主要以长臂虾科、沙蟹科和方蟹科为食。这为该物种的生物学研究及合理的保护提供了基础资料。