关键词： 紫外线辐射   生态毒理学   水生生物   种群参数   氧化应激   DNA损伤  

摘要： UV-B(Ultraviolet radiation B)是太阳紫外线的一个波段，因臭氧损耗及气候变化等因素，到达地表的UV-B辐射具有增强的趋势。UV-B辐射作为一类自然因素的环境应激源，已被证明对生物体具有不同层级的危害。鉴于海洋环境的复杂性及浮游动物在食物网和能量传递链中的关键地位，以浮游动物轮虫为受试生物，评价UV-B辐射对水生生物的危害及其机制，具有重要的生态学意义。褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis) 是一种全球性广泛分布的浮游动物，是海洋中大多数鱼类的开口饵料，在食物链中起着承上启下的作用，其种群动态直接影响着海域渔产力。加之其具有世代周期短，容易培养，生态指标明显等优势，是水域生态毒理学研究的理想受试动物。本研究选用褶皱臂尾轮虫为实验对象，研究增强UV-B辐射对褶皱臂尾轮虫急性毒性、种群参数、寿命生殖、氧化应激及DNA损伤的影响，分析UV-B辐射对轮虫种群、个体以及生理生化和分子水平指标的影响特征，以期从多层面阐明UV-B辐射对褶皱臂尾轮虫的生态毒理学效应及机制。主要研究结论如下:　　1、UV-B辐射对褶皱臂尾轮虫的急性毒性效应　　运用概率单位法计算得到UV-B辐射对褶皱臂尾轮虫的24 h的LD50为28.53 kJ/m2,安全剂量为18.00 kJ/m2,全部致死剂量为36.00 kJ/m2,在此区间内轮虫存活率随剂量增加急速下降。急性致死的褶皱臂尾轮虫表现出头冠崩溃，内脏萎缩，背甲膨大等特征。　　2、UV-B辐射对褶皱臂尾轮虫种群、寿命和生殖的影响　　UV-B辐射对轮虫种群参数通过生命表和9 d种群增长实验获取，研究结果表明:除低剂量0.5和1.0 kJ/m2/d外，在各剂量组的UV-B辐射下褶皱臂尾轮虫生命表参数包括净生殖率R0、世代时间T、生命期望e0、内禀增长率rm均显著降低。轮虫经最高剂量3.0kJ/m2/d处理时，种群R0、T、e0、rm较对照组分别显著降低了 93.16％、28.90％、59.49％和 91.97％(p＜0.05)。UV-B 辐射抑制褶皱臂尾轮虫种群增长，在第9d时，中剂量(1.5kJ/m2/d)组种群密度(35.20ind./mL),较对照组显著降低(74.89％)(p＜0.05),种群增长率显著降低了 28.00％(p＜0.05)。　　轮虫生活史研究结果表明:2.0和2.5 kJ/m2/d UV-B辐射显著延长了褶皱臂尾轮虫首次产卵、首次产幼时间，同时，显著缩短了生殖期、生殖后期时间和平均寿命(p＜0.05)。除0.5kJ/m2/d组外，UV-B辐射还显著降低了轮虫总产卵量和总子代数(p＜0.05)。此外，2.0和2.5 kJ/m2/d两组孵化率较对照组显著降低了31.99％和 55.59％(p＜0.05)。　　3、UV-B辐射对褶皱臂尾轮虫氧化应激和DNA损伤的影响　　氧化应激实验表明:UV-B辐射能够诱导褶皱臂尾轮虫体内ROS含量增加从而造成氧化胁迫，高剂量(6.0和9.0kJ/m2)组较对照显著增加了 38.19％和69.51％(p＜0.001)。增多的ROS量诱导抗氧化酶SOD、CAT、GST、GPx活性增强，在 3.0 kJ/m2时分别显著增强 10.58％、32.96％、113.51％和 38.47％(p＜0.05),然而在 9.0kJ/m2时分别显著降低 31.90％、15.24％、50.73％和 50.38％(p＜0.05),总体趋势为低剂量(1.5和3.0kJ/m2)酶活性增强，高剂量(6.0和9.0kJ/m2)酶活性下降。轮虫体内GSH含量也显著增加，在6.0kJ/m2剂量组最高，为对照的3倍(p＜0.001)。过量的ROS会导致脂质过氧化，使轮虫体内MDA含量显著增加，在高剂量组最为明显，达到了对照的7倍之多（p＜0.001）。　　DNA Ladder实验表明:3.0 kJ/m2剂量组DNA损伤比对照组严重。高剂量(6.0和9.0kJ/m2)下条带显著明亮，拖尾现象明显，表明在高剂量下UV-B辐射对轮虫DNA造成了严重损伤。　　4、褶皱臂尾轮虫在UV-B辐射下转录组分析及差异表达基因验证　　使用Illumina NovaSeq 6000平台，检测了黑暗对照组和UV-B辐射处理组(3.0和9.0kJ/m2)褶皱臂尾轮虫的转录组数据变化。GO分析表明UV-B胁迫对生物过程中的细胞器组成(Organelle organization)、染色体组成(Chromosome organization)、DNA 信息交换(DNA conformation change)等和分子功能中的蛋白质结合(Protein binding)、ATP结合(ATP binding)、腺嘌呤核糖核苷酸结合(Adenyl ribonucleotide binding

关键词： 氟唑菌酰羟胺   水生生物   毒性   风险评估  

摘要： 氟唑菌酰羟胺是一种新型的琥珀酸脱氢酶抑制剂（SDHI）类杀菌剂,具有广谱、高效的杀菌特性,不仅对小麦、油菜、花生、番茄等作物的多种病害具有较好的防效,目前有研究报道其对水稻纹枯病和恶苗病也有优异的效果。随着氟唑菌酰羟胺应用的越来越广泛,其进入水体环境的累积量增多,极易对水生生物造成潜在风险。目前针对氟唑菌酰羟胺的研究大部分集中在对病原菌的活性和对作物病害的防效上,对水生生物的毒性及水生态系统的风险评估研究较少。本文以斑马鱼、藻类和大型溞为研究对象,研究了氟唑菌酰羟胺对斑马鱼成鱼、仔鱼、胚胎以及斑马鱼早期生活阶段的毒性,对藻类生长抑制毒性、对大型溞急性毒性和繁殖毒性;并利用本研究获得的毒理学数据和TOP-RICE模型获得的环境预测浓度,用风险商值法进行风险表征分析,综合评估氟唑菌酰羟胺对水生态系统的风险。（1）斑马鱼急性毒性试验显示,氟唑菌酰羟胺对斑马鱼成鱼、仔鱼和胚胎均具有致死效应,96 h-LC50值分别为0.584、0.314和0.642 mg a.i./L,可见氟唑菌酰羟胺对斑马鱼三个阶段的急性毒性均为高毒,且对氟唑菌酰羟胺的敏感性顺序为仔鱼>成鱼>胚胎。氟唑菌酰羟胺能引起斑马鱼发育异常,导致胚胎发育迟缓、影响胚胎自主运动和心脏跳动、抑制体长的增加,并且使胚胎产生畸形,如卵黄囊水肿和心包囊水肿等。对斑马鱼胚胎致畸效应96 h-EC50值为0.318 mg a.i./L。在斑马鱼早期生活阶段毒性试验中氟唑菌酰羟胺对斑马鱼的34 d-LC50值为0.184 mg a.i./L,此外氟唑菌酰羟胺还能导致胚胎孵化延迟或失败,使幼鱼产生畸形及行为异常,采用最敏感指标获得氟唑菌酰羟胺对斑马鱼早期生活阶段（34 d）的LOEC为0.102 mg a.i./L,NOEC为0.0819 mg a.i./L。（2）氟唑菌酰羟胺对三种植物藻均具有生长抑制毒性,能够使植物藻生长缓慢、藻细胞变形,并导致藻液变黄;其对羊角月牙藻、斜生栅藻和普通小球藻的72 h-ErC50值分别为7.35 mg a.i./L、10.8 mg a.i./L和9.92 mg a.i./L,生长抑制毒性均为低毒。（3）氟唑菌酰羟胺对大型溞的48h-EC50值为0.407 mg a.i./L,毒性等级为高毒,表明氟唑菌酰羟胺能够抑制大型溞的活动。在21 d的繁殖试验中,氟唑菌酰羟胺能够对大型溞的各项繁殖发育指标产生影响,具体表现为:大型溞的第一次和第三次产溞数、产溞总数、产溞胎数、蜕皮次数减少,延长第一次和第三次产溞时间,缩短寿命。最终以亲溞的繁殖量评价大型溞的繁殖能力,氟唑菌酰羟胺对大型溞21 d繁殖的LOEC为0.0412mg a.i./L,NOEC为0.0217 mg a.i./L。（4）氟唑菌酰羟胺对水生态系统的风险评估结果显示:当按照20 g a.i./100 kg水稻种子进行拌种处理时,氟唑菌酰羟胺对脊椎动物、无脊椎动物、初级生产者毒性风险均可接受。当按照160 g a.i./hm2、施药1次、茎叶喷雾时,氟唑菌酰羟胺对初级生产者的毒性风险可接受;对脊椎动物和无脊椎动物除晚稻-拔节期施药毒性风险可接受外,早稻-叶生长期、早稻-分蘖期、早稻-拔节期、晚稻-叶生长期和晚稻-分蘖期场景毒性风险均不可接受。当按照200 g a.i./hm2、施药2次、间隔7天、茎叶喷雾时,氟唑菌酰羟胺对初级生产者的毒性风险可接受;对脊椎动物和无脊椎动物的毒性风险均不可接受。综上所述,氟唑菌酰羟胺对斑马鱼的各个阶段和大型溞均表现出较高毒性,但对藻类毒性较低;风险评估结果显示,当氟唑菌酰羟胺用于茎叶喷雾防治水稻病害时对脊椎动物和无脊椎动物存在较高风险,而用于种子处理时对脊椎动物和无脊椎动物的毒性风险均可接受。本研究为氟唑菌酰羟胺的合理应用和有效管理提供科学依据。

关键词： 孙水河   水生生物多样性   河流健康   水生生物保护  

摘要： 孙水河流域位于四川省凉山彝族自治州境内,雅砻江二级支流,该河水土流失严重,生态环境脆弱。本研究分别于2019和2022年对孙水河干支流进行四次调查,调查内容包括水环境概况及水生生物多样性。并基于鱼类和底栖动物完整性指数对孙水河的水生生态进行评价,结果见下文: （1）水环境方面 根据干流8个采样断面以及主要支流6个采样断面的水环境监测结果显示,各类环境理化因子呈现季节差异性。从三个时期来看,干流水温和支流水温差异不显著（P>0.05）,但丰水期水温显著高于枯水期和平水期（P<0.05）,丰水期电导率显著低于枯水期和平水期（P<0.05）,而枯水期和平水期的水温和电导率差异不显著（P>0.05）。支流河段整体溶氧高于干流,其中罗洛依格样点溶氧最高,而悬浮物和电导率低于干流。 （2）水生生物多样性方面 本研究共采集浮游植物5门58种,其中硅藻门种类占比最多（60.34%,35种）。浮游植物在枯水期、丰水期和平水期的平均密度分别为1.257×10～6ind./L、1.088×10～6ind./L和1.740×10～6ind./L。枯水期与平水期多样性指数差异不大,略高于丰水期。浮游植物群落结构相似性分析（Analysis of similarities,ANOSIM）结果显示:枯水期和丰水期之间具有显著性变化（P<0.05）;枯水期和平水期,丰水期和平水期之间均无明显变化（P>0.05）。其在干流和支流中的分布具有明显差异（P<0.05）。根据CCA排序图,蓝藻门和硅藻门与p H、溶氧、流速和水温呈显著正相关,与电导率和悬浮物呈负相关;甲藻门、黄藻门和绿藻门与电导率和悬浮物呈显著正相关,与其它环境因子呈负相关。调查共检出浮游动物3门17种。其中,检出轮虫类8种,原生动物7种,桡足类2种。三个时期优势种均为原生动物和轮虫。枯水期、丰水期和平水期平均密度分别为:50.780 ind/L、34.958 ind./L和48.942 ind./L。丰水期多样性指数低于枯水期和平水期。相似性分析结果表明,干流和支流的浮游动物群落结构无显著差异（P>0.05）。枯水期和丰水期之间,丰水期和平水期之间无显著差异（P>0.05）,而枯水期和平水期存在明显变化（P<0.05）。CCA排序图结果表明,原生动物和节肢动物门与悬浮物和电导率呈显著负相关关系;轮形动物门与p H、溶氧、流速和水温呈显著正相关。调查共检出底栖动物3门15科19种。其中,节肢动物最多,有14种,占总种数的73.68%。丰水期底栖动物总密度平均为20.61 ind./m2（10.26～27.4ind./m2）,丰水期底栖动物平均生物量为14.74 g/m2（8.41～22.2 g/m2）;CCA显示,节肢动物则与p H呈显著正相关关系;环节动物和软体动物悬浮物呈显著正相关,与流速和溶氧呈显著负相关。共采集到鱼类4目4科28属33种,共计7176尾,42785.17g。其中,干流采集鱼类24种,隶属于4目7科16属,包括镜鲤、大鳞副泥鳅和齐口裂腹鱼3种养殖逃逸或放流的外来种。支流分布鱼类8种。群落结构在季节上差异不显著（P>0.05）,在干流和支流差异显著（P<0.05）。根据物种丰度生物量曲线分析,孙水河中小型鱼类占主要地位,其生境更适合小型鱼类生存;CCA显示,鳅科鱼类与悬浮物呈正相关关系,与其它环境因子呈显著负相关,鲤科鱼类与p H、水温、溶氧和流速呈正相关。 （3）河流健康评价方面 根据鱼类完整性指数（F-IBI）和底栖动物完整性指数（B-IBI）并用筛选后的指标进行比值法赋分评价区域内河流健康等级:两个指数结果趋于一致,孙水河流域干流8个样点以及支流6个样点河流健康状况结果表明干流健康等级低于支流。根据健康评估,支流河段主要为“亚健康”与“健康”,干流河段则都是表现为“较差”和“一般”,从而说明了干流的河段由于人为活动以及各梯级电站的开发情况健康情况是次于支流的。 本文通过掌握孙水河水生生物多样性现状和群落结构动态格局,补充了孙水河流域多年来水生生物多样性本地资料空白的问题,为长江上游山区河流的水生生物多样性保护提供类比参考依据,也能够为孙水河流域生物保护与流域治理提供可靠依据和对策。

摘要： ~~

关键词： 非法捕捞水产品   法益   水生生物   生态环境  

摘要： 在人类大规模、高强度活动持续作用下,大量水生生物灭绝或处于灭绝边缘,这势必会影响特定生态系统服务功能实现。为有效保护水生生物资源,我国采取了一系列策略措施。2019年,农业农村部等国家部委联合发布《长江流域重点水域禁捕和建立补偿制度实施方案》,标志着长江“十年禁渔”计划拉开帷幕。除此之外,黄河、珠江等国家重要流域诸多河段也开始实施“禁渔”计划。在这一背景之下,《中华人民共和国刑法》有个罪名格外重要,即非法捕捞水产品罪。众所周知,该罪首次出现在“79刑法”之中,旨在保护社会主义经济秩序,侧重于考量水产品经济价值。随着生态文明建设的提出,对非法捕捞水产品罪提出更多要求。但非法捕捞水产品罪定罪量刑愈发难以满足生态文明建设实际需求。需立足“禁渔”计划实施状况,结合生态文明建设长远需求,对非法捕捞水产品罪定罪量刑予以反思。首先,梳理了非法捕捞水产品罪的前世与今生。从利用自然为核心到保护自然为核心,从秩序法益到生态环境法益,非法捕捞水产品罪工具性特征日益凸显。其次,分析了非法捕捞水产品罪概况、挑战及成因。以2020年为顶点呈抛物线发展态势,以长江流域为主的区域性特征明显。在犯罪法益方面,游离于秩序法益与生态环境法益之间;在犯罪对象方面,实定法意义的“水产品”涵义不明;在法律责任方面,非刑罚措施未得到科学运用。问题成因在于,人类中心主义法益观与生态中心主义法益观,形式解释论与实质解释论等理论纷争左右着该罪定罪量刑。最后,提出了非法捕捞水产品罪的完善路径。修改本罪罪名为“非法捕捞水生生物罪”,结合生态环境犯罪将本罪调整至“危害生态安全罪”类罪之中。确立本罪法益为生态环境法益,明确犯罪对象为水生生物。实现刑罚措施与非刑罚措施结构均衡。本文最终结论是:重构本罪罪状为“在禁捕区、禁捕期或者使用禁用的工具、方法捕捞水生生物,破坏水生态环境的,处三年以下有期徒刑、拘役、管制或者二倍罚金;造成水生生物资源难以再生或者严重破坏水生态环境的,处三年以上七年以下有期徒刑,并处二倍以上五倍以下罚金。”重塑此罪更能实现水生态环境保护,促进生态文明建设,早日建成“美丽中国”。

关键词： 珠江河口   环境因子   典型水生生物   响应关系   指示意义  

摘要： 近年来,随着沿海地区城市化的快速发展,河口遭受高强度人类活动的干扰,导致河口环境发生变化并严重影响生态系统的稳定性。河口水生生物和环境的保护是维持生态系统稳定性的关键,因此关于河口水生生物对环境变化的响应及指示意义研究具有重要的理论指导意义。然而,由于缺乏长时间序列的生态监测数据,当前的研究更多关注于河口水生生物与环境的现状问题,较少研究能够综合评估现状和历史时期的河口变化特征。此外,由于河口变化复杂,多个环境因子对水生生物的影响具有叠加作用,人们难以识别关键指示物种并探究其对环境变化的指示意义。为此,本研究以珠江河口作为研究区,综合评估珠江河口现状和历史时期典型水生生物对环境变化的响应,并识别指示物种以分析水生生物对环境变化的指示意义。首先,沿珠江河口均匀布设24个采样点,对采样点的水质和现生生物（大型底栖无脊椎动物和硅藻）开展三个时期（1月份、4月份和8月份）的采样调查和数据分析,以了解珠江河口水生生物和环境的现状。采用分类和回归树模型（CART）识别影响水生生物的关键水质因子,并拟合关键水质因子与水生生物之间的广义可加模型（GAMs）响应曲线,以确定关键水质因子的适宜范围;然后,选择沉积条件良好的地点采集沉积柱,应用沉积年代学理论对沉积柱进行测年分析并识别沉积物理化指标和生物遗迹（硅藻化石）信息,以重建历史时期的珠江河口水生生物和环境的变化过程。采用冗余分析（RDA）识别影响硅藻群落的关键理化指标,并以GAMs拟合硅藻多样性及丰度与关键理化指标的响应关系,确定沉积物理化指标的适宜范围;最后,为了探究水生生物对河口变化的指示意义,采用k-均值法将珠江河口空间划分为不同的环境特征类型,并利用生物指示值法识别每个环境特征类型的硅藻指示物种。以GAMs模型确定关键环境因子对指示物种的适宜范围,并采用随机森林模型拟合指示物种和关键环境因子之间的转换关系,以模拟不同环境情景的硅藻丰度范围。本研究的主要结果如下:（1）珠江河口空间存在明显差异的水质因子包括盐度（SAL）、总磷（TP）、总氮（TN）、总有机碳（TOC）、p H、溶解氧（DO）、三种无机氮（NO2-N、NO3-N、NH3-N）。总体而言,靠近外海区域的水质优于河道和河口区域。从丰度和丰富度特征来看,大型底栖无脊椎动物分布更加趋向于近海区域,而硅藻更加趋向于河道和河口区域。CART分析结果显示影响大型底栖无脊椎动物多样性的关键水质因子为SAL、TP、p H和NH3-N,影响硅藻多样性的关键水质因子为SAL、TP和DO。GAMs结果表明关键水质因子对大型底栖无脊椎动物的适宜范围为SAL=21.51‰～32.32‰,TP=0.05～0.20 mg/L,p H=7.7～8.2,TN=0.40～1.50 mg/L,对水体硅藻的适宜范围为SAL=18.42‰～32.32‰,TP=0.20～0.35 mg/L,DO=5.30～11.0 mg/L。（2）对珠江河口表层沉积物的空间分布特征分析表明,淇澳岛具有良好的沉积条件,因此将其选为沉积柱的采集地点。基于沉积年代学方法,获取的沉积柱可识别珠江河口1925～2020年的历史时期变化过程,其中沉积物中理化指标TP、Cr、Zn、Ni、Cu、Pb、Cd和D50在历史时期变化明显,大部分随着年份增加而增长。对沉积柱硅藻组合带进行划分,结果表明珠江河口沉积硅藻组合特征在1986年后发生了显著的变化,从硅藻丰度上看,1986年以后硅藻丰度大量增长,直到2019年大约增长了9倍。RDA分析结果表明TP、Zn、Cu和Pb是影响沉积硅藻群落的关键理化指标,GAMs响应曲线分析结果表明沉积物理化指标适宜范围为:TP=660～770mg/kg,Pb=50～72mg/kg。（3）采用k-均值划分法对珠江河口的环境特征类型进行划分,结果表明珠江河口在空间上可以划分为7种环境特征类型。利用生物指示值法识别不同环境特征类型的指示物种,结果表明对水质变化敏感的指示物种共有15种,其中出现频率超过20%的包括棘冠藻、中勒骨条藻、斯氏几内亚藻、环纹娄氏藻和美丽斜纹藻;对沉积物理化指标敏感的指示物种共有14种,出现频率超过20%的包括颗粒直链藻、琼氏圆筛藻、小眼圆筛藻、洛氏圆筛藻、细弱圆筛藻和舌型圆筛藻。GAMs分析结果表明不同指示物种对环境变化的响应存在差异,采用随机森林模型构建指示物种与关键环境因子之间的转换关系,其决定系数R2显示模型预测性能良好。对不同环境特征情景模拟,结果表明在低盐度地区,应当维持TP浓度为较低的水平;当河口水体DO浓度较高时,也应维持较低的TP浓度水平（即TP<0.21 mg/L）。采样点HU1、HU2、HU4、JM2和LD9的污染程度偏高,而采样点HM2、HQ1、HU3、LD4、LD7、LD8和LD10的的污染程度较小。本研究确定了珠江河口典型水

摘要： 近日，农业农村部在湖南沅江召开长江十年禁渔“三年强基础”现场推进会。“十年禁渔”实施以来，湖南监测到的水生生物种类增加近30种，洞庭湖江豚由2017年的110头增至2022年的162头，20多年未见的长江鲟、鳤鱼再现洞庭湖。禁渔效果好，监管必须严。近年来，湖南着力打造天空、地一体化监管体系，构建执法船舶水中查、无人机天上巡、智慧渔政网上搜以及人防与技防结合、专管与群护并重的渔政执法新格局，“一湖四水”禁捕秩序持续向好。

关键词： 阿维菌素   水生生物   神经毒性   肝毒性   免疫毒性  

摘要： 阿维菌素由于其高效、杀虫谱广且残效期长，是目前世界范围内应用最广泛的农药之一。但其对非目标生物，特别是水生生物的毒性作用一直被忽视。本研究通过建立阿维菌素对于鲤鱼的急性损伤模型，进而评价阿维菌素对鲤鱼的非靶标毒性作用，并探讨其毒性产生的可能的作用机制。　　急性阿维菌素暴露致淡水养殖鲤鱼神经毒性。首先，本研究测得阿维菌素对于鲤鱼96 h的半数致死浓度（LC50）为 24.04 μg/L，因此，本研究以 3.005 μg/L和 12.02 μg/L的阿维菌素分别作为体内实验的低、高毒物剂量组，进行 96 h 的急性暴露实验。高效液相色谱（HPLC）分析结果表明，阿维菌素在鲤鱼脑组织内积累，并且阿维菌素暴露后，鲤鱼脑的组织病理切片观察到炎症细胞浸润和神经元坏死，免疫组化（IHC）实验发现炎性因子TNF-α及促凋亡因子Bax的表达均明显增加，说明阿维菌素诱导鲤鱼脑组织损伤，此外乙酰胆碱酯酶（AChE）的生化检测结果显示阿维菌素显著降低了其活性，并且血脑屏障（BBB）紧密连接蛋白ZO-1、Occludin表达降低，说明阿维菌素通过增加BBB的渗透性引发鲤鱼神经毒性。此外，本研究还证明了阿维菌素通过诱导 ROS 的过度累积，增加脂质累积，降低抗氧化酶 CAT、SOD和 GSH-Px的活性引起脑组织产生氧化应激。Western Blot分析显示阿维菌素通过激活 NF-κB信号通路，促进其下游促炎性因子 IL-1β、IL-6、TNF-α及iNOS的mRNA水平升高诱导鲤鱼脑组织炎症。此外，透射电镜还观察到阿维菌素暴露引起的细胞核内染色质边缘化，TUNEL 检测显示脑组织细胞凋亡水平增加， Western Blot进一步证实了促凋亡相关蛋白（Bax、Cytochrome C、Cleaved-caspase3）在阿维菌素的暴露下显著增加，且凋亡的产生与 PI3K/Akt通路的抑制有关，AKT抑制剂阻断实验证明了阿维菌素诱导的NF-κB信号通路的激活部分依赖于其上游PI3K/Akt通路。　　急性阿维菌素暴露致淡水养殖鲤鱼肝脏毒性。首先，本研究发现暴露于阿维菌素的鲤鱼，其肝组织出现细胞水样变性及坏死，且阿维菌素处理显著降低肝细胞L8824的活力，并且乳酸脱氢酶（LDH）的释放量显著增加，因此体内外实验证明了阿维菌素诱导鲤鱼肝损伤。其次，本研究还发现阿维菌素的暴露会抑制肝组织中抗氧化因子血红素加氧酶 1 （HO-1）和醌氧化还原酶 1（NQO1）的蛋白表达，并且抑制鲤鱼肝组织内的抗氧化酶的活性，进而诱导鲤鱼发生氧化应激。然后体外研究发现，阿维菌素刺激导致肝细胞 L8824出现ROS累积，并且出现Ca+含量过载，说明阿维菌素的暴露诱导肝细胞的线粒体功能障碍，随后本研究还发现阿维菌素的体外暴露使线粒体分裂蛋白 Drp1 的蛋白表达异常增加，并且体外实验还证明了线粒体分裂基因Drp1、Fis1及Opa1的mRNA水平在阿维菌素的刺激下而显著增加，而线粒体融合基因Mfn1和Mfn2的mRNA水平却显著降低，说明阿维菌素通过引起线粒体动力学紊乱引发肝组织损伤。接着本研究还证明了阿维菌素暴露还可通过增强促炎性因子的表达进而引起鲤鱼肝组织的炎症。最后，透射电镜观察到阿维菌素暴露后鲤鱼肝组织出现凋亡小体及自噬小体，Western Blot 分析显示阿维菌素在体内外实验中均促进了促凋亡蛋白及自噬相关蛋白的表达，说明阿维菌素诱导了鲤鱼肝组织发生自噬与凋亡，并且NAC抑制剂阻断实验证明了ROS介导了阿维菌素诱导的自噬与凋亡。CQ抑制剂阻断实验证明了自噬的形成可以缓解阿维菌素诱导的鲤鱼肝损伤。　　急性阿维菌素暴露致淡水养殖鲤鱼免疫毒性。本研究发现阿维菌素暴露后的鲤鱼免疫器官脾出现实质结构疏松和炎症细胞浸润。生化分析表明，阿维菌素显著降低了脾组织抗氧化酶 CAT、SOD和 GSH-Px的活性，但增加了氧化损伤标志物丙二醛（MDA）的含量，说明阿维菌素暴露诱导鲤鱼脾组织产生氧化应激。此外，阿维菌素暴露还显著提高了脾组织中IL-1β、IL-6、TNF-α和iNOS等炎性因子的转录水平，并显著增强了炎症介质iNOS的活性，但却抑制了抗炎性因子TGF-β1和IL-10的转录水平，说明炎症的产生参与了阿维菌素诱导的鲤鱼脾组织的损伤。最后，TUNEL 检测到脾组织在阿维菌素的暴露虾出现了凋亡，并且凋亡相关基因 Bax、P53、Caspase 3/9 的转录水平也呈剂量依赖性增加。因此说明阿维菌素诱导的鲤鱼免疫毒性与炎症、氧化应激及凋亡的产生有关。　　综上所述，本研究系统的阐明了农药阿维菌素暴露对非靶标水生生物——淡水养殖鲤鱼的神经、肝脏及免疫毒性及潜在机制，强调监测淡水养殖水环境中农药阿维菌素污染的重要性，为靶向防治阿维菌素致鲤鱼神经、肝脏及免疫毒性提供理论参考。

关键词： 倒水河   水质评价   水生生物   群落结构   生物多样性   环境因子   RDA  

摘要： 倒水河为长江中游的一级支流之一,是红安县备用水源地,同时具有重要的生活、生产和生态功能。目前该流域受到人类活动较强烈的干扰,水资源、水环境和水生态遭受较大威胁。本研究以倒水河流域红安段为研究区域,系统调查水生生物与水环境现状,初步探讨了水生生物群落结构的时空差异及对环境变化的响应机制,旨在为该流域的综合治理提供理论依据。主要结果如下:1.倒水河流域红安段全年水温3.3℃～37.0℃,p H6.5～9.59,溶氧1.03 mg/L～11.92 mg/L,总氮含量0.11 mg/L～11.96 mg/L,电导率81.5 ms/cm～550.2 ms/cm,总溶解固体73.1 mg/L～557 mg/L,盐度0 mg/L～0.42 mg/L,氧化——还原电位-3.2m V～236.2 m V,总氮0.11 mg/L～11.96 mg/L,总磷0.04 mg/L～1.14 mg/L,氨氮0.00mg/L～8.02 mg/L,高锰酸盐指数0.16 mg/L～8.18 mg/L,化学需氧量5.00 mg/L～36.00 mg/L。参照国家标准《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002),倒水河红安段水质为Ⅰ～Ⅲ类水,符合水质目标。2.倒水河流域红安段全年检出浮游植物8门11纲23目40科89属303种,种类组成以硅藻门(37%)和绿藻门(30%)为主,蓝藻门密度占比最大,硅藻门生物量占比最大,优势种17种;丰度变化趋势为秋季>夏季>春季>冬季,物种组成及分布时空差异显著。浮游动物共检出18目56科88属188种,种类组成以轮虫(52%)、原生动物(36%)为主,原生动物密度占比最大,桡足类生物量占比最大,优势种17种,丰度变化趋势与浮游植物相似,组成及分布时空差异显著。依据浮游生物多样性指数对水质的评价结果多为中等至良好状态。底栖动物共检出8纲13目31科50属82种,种类组成以节肢动物门(58%)为主,密度最大的是节肢动物门,生物量最大的是软体动物门,组成及分布时空差异较大。3.倒水河流域红安段共检出鱼类44种,隶属于3目9科38属,种类组成以小型鲤科鱼类为主,占种数比71%。鱼类资源量时空差异表现为秋季明显高于夏季,干流高于支流。夏季优势种为棒花鱼、中华鳑鲏和鲫,秋季优势种为中华鳑鲏,干流优势种数为夏季2种、秋季3种,支流夏秋两季优势种数均为1种。4.水生高等植物共检出35种,隶属于2门3纲21目23科30属,挺水植物10种、沉水植物2种、浮叶植物4种、漂浮植物1种、伴生种18种,含入侵种4种。物种丰富度相对较高,物种间亲缘关系较远,种间差异较大,干流的种丰富指数大于支流。5.倒水河流域浮游植物群落结构与水体总固体溶解物、高锰酸盐指数、化学需氧量、水温、盐度相关性显著。浮游动物群落结构与氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、水温、盐度相关性显著。底栖动物群落结构与水体中盐度、氧化——还原电位、总氮、溶氧、总磷、正磷酸盐、氨氮相关性显著。综上,倒水河流域红安段水质状况基本为Ⅰ～Ⅲ类水,中等状态,氮磷含量偏高。水生生物多样性较往年有所改善但仍处于较差水平。环境变化对浮游生物及底栖动物的群落结构影响显著,浮游生物密度与WT、COD相关性极显著,底栖动物与TN、TP等相关性显著。

关键词： 微塑料   水生生物   食性   摄食偏好   生物积累  

摘要： 微塑料作为一种新兴的环境污染物,吸引了越来越多的科研人员围绕其展开了一系列的研究。近年来,研究表明微塑料已在大气、土壤沉积物、海洋、河流和湖泊等各种类型的环境中存在。特别地,水环境作为公认的微塑料最终汇,生活在其中的底栖生物、鱼类等各种水生生物极易遭到微塑料污染。已有研究报道了微塑料在鱼类体内不同器官的特异性分布,但不同器官对各种特征微塑料的富集是否具有一定的倾向性仍未知。同时,食性和捕食方式的差异也可能会对生物富集微塑料产生显著影响。此外,野外环境下微塑料在水生食物链中的生物积累现象的有关研究也相对较为匮乏。 本研究选取中国五大淡水湖之一的巢湖为研究区域,在全湖不同点位采集底栖动物和鱼类样本。分别获取底栖动物和鱼类微塑料污染特征。同时,对不同功能摄食类群的底栖动物和不同摄食习性鱼类摄入的微塑料进行分析比较,并进一步针对鱼类特异性器官中各种特征微塑料丰度差异探究微塑料的富集偏好性。此外,基于底栖动物和鱼类所占营养级系数及微塑料丰度,通过计算营养放大系数(TMF)探究微塑料的生物积累效应。主要研究结果如下: (1)巢湖底栖动物微塑料的检出率为64.1%,且平均微塑料丰度为1.73±1.88n/individual。在微塑料的组成特征上,纤维状微塑料数量占总量的85.6%;蓝色微塑料最为常见,占总数的47%;尺寸上,0.1～0.5 mm之间的微塑料数量最多,占总量的43.4%;而聚丙烯微塑料最丰富,占比为38.1%。 (2)巢湖鱼类微塑料平均丰度为9.03±5.7 n/individual。在鱼类器官水平,微塑料在肠道中的平均含量从2.85±1.96 n/individual到8.38±7.13 n/individual,而鳃部组织中微塑料的平均丰度范围则为3.06±2.52～8.9±4.09 n/individual。从总体上来说,纤维为所检测到的主要微塑料形状;颜色上则以黑色微塑料最为丰富;粒径区间在0～0.5 mm内的微塑料占比最高;从聚合物来看,聚丙烯微塑料占据主导地位。 (3)本研究发现不同功能摄食类群的底栖动物所富集的微塑料丰度之间存在显著差异。与滤食者和收集者相比,刮食者和撕食者中微塑料的丰度显著较高(p=0.0001)。同时,根据食性将鱼类划分为浮游生物食性、肉食性和杂食性三类,通过比较分析,浮游生物食性鱼类体内微塑料数量显著高于(p=0.003)另外两类。 (4)与鱼鳃相比,鱼类肠道对特定特征微塑料表现出更明显的觅食偏好,这表明微塑料在鱼肠中积累是一个选择性过程,可使肠道成为监测微塑料对生物健康和生态风险的敏感器官。而鳃对于水体中微塑料的随机性积累,可使其作为反映水生环境中微塑料污染的重要工具。 (5)整体上来看,微塑料丰度随营养级系数的增加而增加。同时,在物种水平也发现各物种微塑料丰度与营养级系数之间存在显著的正相关关系(r=0.64,p=0.047)。另外,通过计算营养放大因子TMF的值为1.54>1,这表明微塑料在巢湖底栖动物与鱼类之间存在一定的生物积累效应。 本研究较为全面地揭示了巢湖底栖动物和鱼类的微塑料污染状况,分别对比了食性对底栖动物和鱼类微塑料富集的影响,分析了鱼类对各种特征微塑料的摄入优先性以及探究了微塑料的生物积累效应。本研究不仅丰富了淡水生态系统微塑料调查数据,还探索了野外环境下微塑料在水生生物体间的转移规律。