污染避难所假说及其在中国的检验陈红蕾

生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第18卷第3期2023年6月V ol.18,No.3Jun.2023㊀㊀基金项目:国家自然科学基金资助项目(4196070185);2020年海南省普通高等学校研究生创新科研课题(Hys2020-186)㊀㊀第一作者:陈雨梅(1998 ),女,硕士研究生,研究方向为海洋环境胁迫与生态系统响应,E -mail:*****************㊀㊀*通信作者(Corresponding author ),E -mail:*******************.cnDOI:10.7524/AJE.1673-5897.20221003001陈雨梅,齐钊,尹连政,等.不同珊瑚对酸化㊁苯并[a]芘单一和复合胁迫的生理响应[J].生态毒理学报,2023,18(3):456-464Chen Y M,Qi Z,Yin L Z,et al.Physiological responses of different corals under single and combined stress of acidification and benzo[a]pyrene [J].Asi -an Journal of Ecotoxicology,2023,18(3):456-464(in Chinese)不同珊瑚对酸化㊁苯并[a ]芘单一和复合胁迫的生理响应陈雨梅1,2,齐钊1,2,尹连政1,2,常逢彤1,2,鞠涵烨3,刁晓平1,*1.南海海洋资源利用国家重点实验室,海口5702282.海南大学生态与环境学院,海口5702283.海南师范大学生命科学学院,海口571158收稿日期:2022-10-03㊀㊀录用日期:2023-01-11摘要:海洋酸化和持久性有机污染物的排放对珊瑚礁生态系统的健康具有负面影响㊂为阐明酸化㊁苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)单一及复合胁迫对2种不同形态珊瑚共生虫黄藻光合生理指标和抗氧化酶活性的影响,本研究以澄黄滨珊瑚(Porites lut -ea )和多孔鹿角珊瑚(Acropora milllepora )为研究对象,分析了不同胁迫处理(酸化㊁BaP 胁迫㊁酸化与BaP 复合胁迫)对2种珊瑚的共生虫黄藻密度㊁叶绿素a 含量以及抗氧化酶活性的毒性效应㊂研究结果显示,单一酸化胁迫(pH =7.8)下,多孔鹿角珊瑚共生虫黄藻密度㊁叶绿素a 含量和超氧化物歧化酶(SOD)酶活性呈显著下降(P <0.01),过氧化物酶(POD)酶活性显著上升(P <0.01);澄黄滨珊瑚共生虫黄藻密度㊁叶绿素a 含量无显著变化,SOD ㊁POD 酶活性显著下降(P <0.01)㊂单一BaP(10μg ㊃L -1)胁迫下,多孔鹿角珊瑚共生虫黄藻的密度㊁叶绿素a 含量显著下降(P <0.01),SOD ㊁POD 酶活性无显著变化;澄黄滨珊瑚共生虫黄藻密度无显著变化,叶绿素a 含量显著下降(P <0.01),SOD ㊁POD 酶活性明显升高(P <0.01);在海水酸化复合BaP 胁迫下,多孔鹿角珊瑚的共生虫黄藻叶绿素a 含量㊁SOD 酶活性显著下降(P <0.01),澄黄滨珊瑚共生虫黄藻密度显著升高(P <0.05),POD 酶活性显著下降(P <0.01)㊂研究结果表明,珊瑚对不同环境的胁迫响应存在种间差异,多孔鹿角珊瑚较澄黄滨珊瑚更加敏感;珊瑚共生虫黄藻叶绿素a 含量变化更适合作为海洋酸化㊁BaP 胁迫的指示因子㊂关键词:海水酸化;苯并[a]芘;珊瑚;共生虫黄藻;生理响应文章编号:1673-5897(2023)3-456-09㊀㊀中图分类号:X171.5㊀㊀文献标识码:APhysiological Responses of Different Corals under Single and Combined Stress of Acidification and Benzo [a ]pyreneChen Yumei 1,2,Qi Zhao 1,2,Yin Lianzheng 1,2,Chang Fengtong 1,2,Ju Hanye 3,Diao Xiaoping 1,*1.State Key Laboratory of Marine Resources Utilization in South China Sea,Haikou 570228,China2.College of Ecology and Environment,Hainan University,Haikou 570228,China3.College of Life Sciences,Hainan Normal University,Haikou 571158,ChinaReceived 3October 2022㊀㊀accepted 11January 2023Abstract :The health of coral reef ecosystem has been negatively impacted by ocean acidification (OA)and the第3期陈雨梅等:不同珊瑚对酸化㊁苯并[a]芘单一和复合胁迫的生理响应457㊀discharge of persistent organic pollutants(benzo[a]pyrene,BaP).In order to elucidate the individual and combined effects of OA and BaP on the algal photo-physiology and antioxidant system of coral holobionts,we measured the Symbiodiniaceae density and chlorophyll a content,as well as antioxidant enzyme activities of holobionts in two reef-building corals,Acropora milllepora and Porites lutea,respectively.The results showed that OA(pH=7.8) caused a significant decrease in Symbiodiniaceae density,chlorophyll a content,and superoxide dismutase(SOD) activity,but a significant increase in peroxide(POD)activity(P<0.01)in lepora,whereas no significant vari-ation in two algal photo-physiological indexes and a significant decrease(P<0.01)in SOD and POD activities of P.lutea.An exposure of10μg㊃L-1induced significant decrease in Symbiodiniaceae density and chlorophyll a con-tent(P<0.01),but there has no significant change in SOD and POD activities of lepora.Additionally,chloro-phyll a content significantly decreased(P<0.01),but SOD and POD activities were significantly elevated in P.lutea (P<0.01).Under combined stressors exposure,the chlorophyll a content and SOD activity significantly declined(P <0.01)in lepora,while Symbiodiniaceae density significantly increased(P<0.05)in P.lutea accompanied with significantly decreased POD activity(P<0.01).Our findings suggested that lepora is more sensitive than P.lutea to the environmental stress.The chlorophyll a content appears suitable as the bio-indicator to monitor ocean acidification and BaP pollution.Keywords:acidification;benzo[a]pyrene;coral;Symbiodiniaceae;physiological index㊀㊀海洋酸化已经成为珊瑚礁生态系统健康的主要威胁[1]㊂据美国国家海洋和大气管理局(National O-ceanic and Atmospheric Administration,NOAA)报告,2021年全球平均大气CO2含量为414.72mg㊃L-1㊂如果全球能源需求持续增长,到21世纪末,大气中的CO2含量可能达到800mg㊃L-1甚至更高[2]㊂近20年来,海洋表层水pH值每10年下降0.017~ 0.027个单位[3],随着大气中CO2浓度不断增加,海洋对大气中CO2的吸收速度继续加快㊂预计到21世纪末pH将下降0.2~0.4个单位[4]㊂随着海洋酸化程度的加深,最终会导致珊瑚礁结构的损坏和珊瑚的生长[5]㊂Vogel等[6]指出,酸化程度的加剧对珊瑚产生了负面影响,且海水酸化和其他环境胁迫可能对珊瑚产生累加的负面影响㊂因此,不同种类的珊瑚对海洋酸化的响应差异,以及多种环境压力因素之间的相互作用还需要进行更多的研究[7]㊂苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)是持久性有机污染物多环芳烃(PAHs)的典型代表㊂近年来,持续的人类活动导致更多的PAHs通过空气-水交换和沉积进入海洋,威胁到珊瑚礁生物和整个珊瑚礁生态系统[8]㊂据报道,PAHs广泛存在于南海沿岸甚至近海的海水和珊瑚礁区中[9]㊂在海南岛近岸的部分珊瑚礁区中,水体的PAHs含量为13.60~407.82ng㊃L-1,沉积物中25.3~387.5ng㊃g-1(以干质量计),而珊瑚体内含量达到209.41~824.52ng㊃g-1(以干质量计),显著高于周围环境中的浓度,说明珊瑚对PAHs 具有较强的富集效应[10-11]㊂由于全球变化和人类活动的影响,海水酸化和BaP均已成为威胁珊瑚生存的重要环境因子,而海洋酸化与有机污染物污染在海洋环境中更多是相伴出现,海水酸化极有可能改变BaP等污染物的海洋环境行为,进而影响其毒理效应㊂目前,海水酸化和BaP对造礁珊瑚毒理效应的相关研究大多是针对单一的因素开展,关于酸化和BaP联合胁迫影响珊瑚的研究尚鲜有文献报道,与单一环境因子相比,联合因子的协同作用对珊瑚的影响研究更复合实际[12]㊂珊瑚共生虫黄藻的叶绿素含量和细胞密度情况以及珊瑚共生体抗氧化酶活性可以反映珊瑚的健康状况[11,13-14],因此,本研究选用2种不同形态的珊瑚为受试对象,探究酸化㊁BaP单一和复合污染对珊瑚共生虫黄藻细胞密度㊁叶绿素含量和珊瑚共生体抗氧化酶活性的影响,筛选出敏感的生物标志物,以期为阐明海洋酸化-BaP的联合毒性效应和不同形态珊瑚的环境耐受性提供科学依据和基础数据㊂1㊀材料与方法(Materials and methods)1.1㊀实验试剂苯并[a]芘(BaP)为色谱纯,购自Sigma公司,二甲基亚砜(DMSO)为分析纯,购自西陇科学股份有限公司㊂超氧化物歧化酶(SOD)㊁过氧化物酶(POD)和考马斯亮蓝法蛋白定量(TP)均由南京建成生物工程458㊀生态毒理学报第18卷研究所提供㊂1.2㊀实验材料2021年6月在三亚凤凰岛采集澄黄滨珊瑚(Porites lutea)和多孔鹿角珊瑚(Acropora milllepora),分为3~5cm2左右的断枝,继续进行2周适应性养殖㊂养殖珊瑚使用经过沉淀和0.5μm滤膜过滤的自然海水,盐度34‰~35‰,pH为8.10ʃ0.20,每天固定12h光照和12h黑暗,光照强度为300μmol photons㊃m-2㊃s-1,水温保持在24~25ħ㊂之后,健康的珊瑚块被用于单一胁迫和海水复合BaP胁迫实验㊂1.3㊀珊瑚暴露实验及样品采集依据文献报道和实验室前期研究结果[11,13-16],实验设置空白对照组(CK)㊁酸化处理组(pH7.80)㊁BaP处理组(10μg㊃L-1)和酸化BaP复合处理组(pH 7.80,BaP10μg㊃L-1)㊂所有实验处理组均设3个平行,每组放置9~16个珊瑚断枝㊂实验期间,其海水温度㊁盐度㊁光照时间与驯养期间的保持一致㊂酸化胁迫pH控制:由CO2加富器(武汉瑞华仪器设备有限公司,CE100D型)注入CO2,实现水体pH调节,并使用pH计(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司,Five Easy Plus FP20pH/mV,仪表级别0.01级)进行监测㊂BaP胁迫浓度控制:BaP处理组中溶剂DMSO 的终浓度低于海水体积(5L)的1‰,以避免溶剂干扰;每日定时更换全部海水,并分别向各胁迫组添加固定体积的BaP母液,以确保每日BaP胁迫浓度一致㊂实验样品采集:收集胁迫实验第7天的珊瑚样品,立即转移到-40ħ冰箱保存㊂1.4㊀虫黄藻叶绿素含量和密度的测定珊瑚骨骼表面积测定[11]:锡箔纸包裹缠绕珊瑚表面,只包裹有虫黄藻部分;去除多余锡箔纸,将包裹珊瑚表面的锡箔纸平铺粘贴于测量纸上并备注好对应样品编号,设置标尺㊂扫描结果于Image J估算表面积(至少测3次重复)㊂所测珊瑚骨骼表面积(cm2)用于虫黄藻叶绿素和细胞密度单位面积含量的计算㊂虫黄藻收集:人工海水(GB17378.4 2007)[17]事先放置于4ħ冰箱保存,洗牙器加入人工海水将珊瑚骨骼冲洗至白化,冲洗液过300目细胞筛后装入离心管,4ħ㊁4000r㊃min-1离心10min去上清定容至10mL;定容好的藻液分装5mL用于叶绿素测定,其余用于虫黄藻细胞计数㊂虫黄藻密度测定[11]:100μL藻液每次匀浆并吸取10μL血球计数板于显微镜下(物镜10ˑ,目镜10ˑ)计数,并重复9次㊂按照式(1)计算㊂细胞数(cells㊃mL-1)=80小格细胞数/80ˑ400ˑ104(1)丙酮萃取叶绿素:分装好的5mL藻液于4ħ㊁4000r㊃min-1离心10min,去除海水,加入等体积90%丙酮[11],锡纸包裹避光;细胞破碎仪70Hz破碎60s后放入-20ħ冰箱萃取24h㊂萃取结束后4500r㊃min-1离心15min去除杂质,上清用于紫外分光光度计测量(645nm㊁663nm),测量3次重复㊂按照式(2)计算[11],CHLa=12.7A663-2.69A645(2)式中:CHLa为叶绿素a含量(μg㊃L-1);A663为波长663的吸光度;A645为波长645的吸光度㊂1.5㊀珊瑚抗氧化酶活性的测定人工海水事先放置于4ħ冰箱保存,洗牙器加入人工海水将珊瑚骨骼冲洗至白化,获得珊瑚组织冲洗液,装入50mL离心管里,4ħ㊁4000r㊃min-1离心10min去上清定容至10mL;定容好的珊瑚组织液根据以下方法制备组织匀浆㊂参照试剂盒附送的‘实验方法学“,按照最佳取样量制备对应浓度组织匀浆㊂总蛋白含量:珊瑚组织液4ħ㊁4000r㊃min-1离心10min去上清,获得珊瑚待测组织质量,按珊瑚组织沉淀质量(g)ʒ体积(mL)=1ʒ49的比例加入49倍体积的生理盐水(2%组织匀浆),冰水浴的条件机械匀浆1min,4ħ㊁2500r㊃min-1离心10min,取上清待测㊂SOD酶:珊瑚组织液4ħ㊁4000r㊃min-1离心10min去上清,获得珊瑚待测组织质量,按珊瑚组织沉淀质量(g)ʒ体积(mL)=1ʒ9的比例加入9倍体积的生理盐水(10%组织匀浆),冰水浴的条件机械匀浆1min,4ħ㊁3500r㊃min-1离心10min,取上清待测㊂POD酶:珊瑚组织液4ħ㊁4000r㊃min-1离心10min去上清,获得珊瑚待测组织质量,按珊瑚组织沉淀质量(g)ʒ体积(mL)=1ʒ4的比例加入4倍体积的生理盐水(20%组织匀浆),冰水浴的条件机械匀浆1min,4ħ㊁3500r㊃min-1离心10min,取上清待测㊂匀浆制备完成,上清用于测定总蛋白含量和抗氧化酶活性,所测总蛋白含量用以计算,并统一酶活第3期陈雨梅等:不同珊瑚对酸化㊁苯并[a]芘单一和复合胁迫的生理响应459㊀单位㊂1.6㊀数据分析与统计使用IBM SPSS Statistics 26.0统计软件进行单因素方差分析和Duncan 多重比较,以P <0.05㊁P <0.01作为差异显著水平,使用Origin 2022软件进行数据可视化㊂2㊀结果(Results )2.1㊀单一及复合胁迫对2种珊瑚共生虫黄藻细胞密度的影响酸化㊁苯并[a]芘单一和复合胁迫对澄黄滨珊瑚(P.lutea )和多孔鹿角珊瑚(llepora )共生虫黄藻细胞密度的影响如图1所示㊂胁迫7d 后,酸化组㊁BaP 组澄黄滨珊瑚的共生虫黄藻密度与对照组相比无显著差异(P >0.05),复合胁迫组共生虫黄藻密度则明显升高(P<0.05)㊂多孔鹿角珊瑚的共生虫黄藻密度在酸化组㊁BaP 组明显降低,与对照组相比,具有显著差异(P <0.01);复合胁迫组与对照组相比,虫黄藻密度呈下降趋势,但无显著差异(P >0.05)㊂多孔鹿角珊瑚虫黄藻密度的变化对不同胁迫方式更加敏感㊂图1㊀单一及复合胁迫对2种珊瑚共生虫黄藻细胞密度的影响注:Control 表示空白对照组,Acid 表示海水酸化组,BaP 表示苯并[a]芘胁迫组,Acid+BaP 表示复合胁迫组;*表示P <0.05,**表示P <0.01㊂Fig.1㊀Effects of single and combined stresses on cell densityof two coral symbionts SymbiodiniaceaeNote:Control indicates blank control group,Acid indicates seawater acidification group,BaP indicates benzo[a]pyrene stress group,and Acid+BaP indicates compound stress group;*symbol of significantdifference P <0.05,**symbol of significant difference P <0.01.2.2㊀单一及复合胁迫对2种珊瑚共生虫黄藻叶绿素a 含量的影响酸化-苯并[a]芘复合胁迫对澄黄滨珊瑚(P.lutea )和多孔鹿角珊瑚(llepora )共生虫黄藻叶绿素a 含量的影响如图2所示㊂胁迫7d 后,与对照组相比,澄黄滨珊瑚的共生虫黄藻叶绿素a 含量在酸化组㊁复合胁迫组呈下降趋势,但与对照组相比均无显著差异(P >0.05),BaP 胁迫组虫黄藻叶绿素a 含量明显下降,与对照组相比具有显著差异(P <0.01)㊂酸化组㊁BaP 胁迫组和复合胁迫组多孔鹿角珊瑚共生虫黄藻叶绿素a 含量均明显减低,与对照组相比具有显著差异(P<0.01),说明相较于澄黄滨珊瑚,多孔鹿角珊瑚虫黄藻叶绿素a 含量变化对环境胁迫更加敏感㊂图2㊀单一及复合胁迫对2种珊瑚共生虫黄藻叶绿素a 含量的影响注:*表示显著P <0.05,**表示显著P <0.01㊂Fig.2㊀Effects of single and combined stresses on chlorophylla content of two coral symbionts SymbiodiniaceaeNote:*symbol of significant difference P <0.05,**symbol of significant difference P <0.01.2.3㊀单一及复合胁迫对澄黄滨珊瑚抗氧化酶活性的影响3种不同的胁迫处理对澄黄滨珊瑚SOD 酶(图3(a))和POD 酶活性(图3(b))的影响趋势是一致的,表现为酸化胁迫导致2种酶的活性显著下降,BaP 胁迫则能够明显诱导2种酶的活性,与对照组相比均具有显著差异(P <0.01);复合胁迫后,澄黄滨珊瑚SOD 酶有下降趋势,但与对照组相比,并未存在显著性差异(P >0.05);而POD 酶活性明显降460㊀生态毒理学报第18卷低,表现出显著差异(P <0.01)㊂结果表明,单一胁迫对澄黄滨珊瑚SOD 酶活性的影响要大于复合胁迫,澄黄滨珊瑚SOD 和POD 酶活对不同胁迫的响应一致㊂2.4㊀单一及复合胁迫对多孔鹿角珊瑚抗氧化酶活性的影响不同的胁迫方式对多孔鹿角珊瑚SOD 酶(图4(a))和POD 酶活性(图4(b))的影响不同㊂由图4可知,酸化胁迫后SOD 酶活性受到明显抑制,而POD 酶活性受到诱导增加,与对照组相比具有显著差异(P <0.01);BaP 暴露后,对SOD 酶和POD 酶活性没有明显影响㊂而复合胁迫能抑制2种酶的活性,导致SOD 酶活性显著下降(P<0.01);POD 酶活性与对照组相比虽有下降趋势,但未存在明显差异㊂与其他2种胁迫方式相比,酸化胁迫对多孔鹿角珊瑚抗氧化酶活性的影响更大㊂图3㊀单一及复合胁迫对澄黄滨珊瑚(P.lutea )抗氧化酶活性的影响注:(a)超氧化物歧化酶(SOD)活性,(b)过氧化物酶(POD)活性;*表示显著P <0.05,**表示显著P <0.01㊂Fig.3㊀Effects of single and combined stresses on the antioxidant enzyme activities of P.luteaNote:(a)Superoxide dismutase (SOD)activity;(b)Peroxide (POD)activity;*Symbol of significant difference P <0.05,**Symbol of significant difference P<0.01.图4㊀单一及复合胁迫对多孔鹿角珊瑚(llepora )抗氧化酶活性的影响注:(a)超氧化物歧化酶(SOD)活性,(b)过氧化物酶(POD)活性;*表示显著P <0.05,**表示显著P <0.01㊂Fig.4㊀Effects of single and combined stresses on the antioxidant enzyme activities of lleporaNote:(a)Superoxide dismutase (SOD)activity;(b)Peroxide (POD)activity;*Symbol of significant difference P <0.05,**Symbol of significant difference P <0.01.第3期陈雨梅等:不同珊瑚对酸化㊁苯并[a]芘单一和复合胁迫的生理响应461㊀3㊀讨论(Discussion)珊瑚共生虫黄藻的叶绿素含量和细胞密度可以用来区分珊瑚的应激和功能失调的状态[18],因此可被作为一种生物测定方法用以评估珊瑚所面临的压力㊂有研究显示,珊瑚共生虫黄藻正常发育需要偏碱性环境[19]㊂我们的研究结果显示,在单独的海水酸化条件下(pH=7.8),胁迫第7天时,澄黄滨珊瑚和多孔鹿角珊瑚的共生虫黄藻细胞密度和叶绿素a浓度下降,其中多孔鹿角珊瑚表现为显著下降(P <0.01),表明海水酸化可导致珊瑚单位面积共生虫黄藻的光合色素和虫黄藻密度明显降低,影响珊瑚与共生虫黄藻的共生关系㊂珊瑚共生虫黄藻为珊瑚提供了大部分的营养来源[20],海洋酸化降低了珊瑚共生虫黄藻的密度,影响了虫黄藻的光合作用,进而阻碍了营养的供应,对珊瑚健康造成威胁㊂有研究显示,不同种类的珊瑚对海洋酸化具有不同的抵抗力,我们的研究结果显示,多孔鹿角珊瑚对海水酸化的环境变化更加敏感,这与前人的研究结果相一致[21-22]㊂多孔鹿角珊瑚是枝状珊瑚,与澄黄滨珊瑚(块状)相比,具有更快的生长速度㊂研究发现,生长较快的珊瑚更容易受到海水酸化的影响[23-24]㊂有研究显示,在海洋酸化的背景下,对酸化敏感的物种会相对减少,抗酸性强的物种则会相对增多,生态系统内的多样性随之降低[25],而多样性下降很可能抑制珊瑚的生长和存活并引发负反馈,导致进一步的生态系统衰退[26],因此,枝状珊瑚的多样性,还能够间接体现其生活环境的基本情况㊂BaP主要通过细胞生物过程对生物产生毒性, Kennedy等[27]证实了BaP在共生虫黄藻中的累积会随着时间的推移和正常的光周期的增加而增加,而珊瑚失去共生虫黄藻可能是一种有效的解毒方式㊂有研究表明,BaP暴露可导致不同鹿角珊瑚共生虫黄藻光合效率和虫黄藻密度的降低,珊瑚与共生虫黄藻的共生关系受到胁迫[11,13]㊂在本研究中,BaP (10μg㊃L-1)胁迫7d后,澄黄滨珊瑚和多孔鹿角珊瑚共生虫黄藻的叶绿素a含量显著下降,且多孔鹿角珊瑚共生虫黄藻的细胞密度显著下降,这与上述文献的研究结果基本一致㊂此外,BaP暴露与海水酸化暴露对珊瑚影响的研究结果一致,同样表现为多孔鹿角珊瑚比澄黄滨珊瑚更容易受到影响㊂Scheufen等[18]强调不同珊瑚种类的骨架单元对珊瑚共生虫黄藻光合能力的重要性㊂因此,可以认为,由于形态和骨骼结构的差异,澄黄滨珊瑚(块状)与多孔鹿角珊瑚(枝状)对BaP的响应表现不一,这为识别物种形态在珊瑚表现和竞争能力方面的差异提供了依据㊂值得注意的是,我们研究的2种珊瑚中,耐受性更强的澄黄滨珊瑚在BaP胁迫下其共生虫黄藻密度未发生显著改变,但其共生虫黄藻叶绿素a 含量却显著下降,表明珊瑚共生虫黄藻密度的反应滞后于叶绿素a含量变化,这与雷新明等[28]的研究结果一致㊂由此可见,澄黄滨珊瑚的耐受性可能与更为稳定的珊瑚-虫黄藻共生关系相关㊂我们的研究发现,海水酸化-BaP复合胁迫下,澄黄滨珊瑚比多孔鹿角珊瑚更具耐受性㊂复合胁迫下,多孔鹿角珊瑚的共生虫黄藻单位面积密度㊁叶绿素a含量显著下降;澄黄滨珊瑚的共生虫黄藻单位面积密度显著上升,但其叶绿素a含量无显著变化, Terán等[29]的研究显示,增加虫黄藻密度能更有效地抵消细胞色素失衡,并且增强珊瑚吸收率㊂因此,澄黄滨珊瑚比多孔鹿角珊瑚更具耐受性,可能是其在应对复杂的环境胁迫时,能够增加虫黄藻密度,有效地调控机体内稳态㊂SOD酶是生物体内常见的抗氧化酶,能够消除机内的活性氧(reactive oxygen species,ROS),在抗氧化防御过程发挥了非常重要的作用[30]㊂然而,如果ROS产生过多,超出了机体自身的防御和去除能力,机体就会受到氧化胁迫[31]㊂我们的研究发现,在3种胁迫处理下,澄黄滨珊瑚和多孔鹿角珊瑚中的SOD酶活性呈现相同的反应模式,即与对照组相比,单一海水酸化胁迫和酸化-BaP复合胁迫均导致珊瑚SOD酶活性降低㊂海水酸化暴露7d后,2种珊瑚的SOD酶活性均呈显著下降(P<0.01),说明SOD酶活性受海水酸化(pH=7.8)的影响较大,可能是因为海水酸化刺激了细胞内芬顿(Fenton)反应产生更多的羟基自由基,导致细胞内酸中毒,从而抑制了珊瑚SOD酶的解毒功能[32],而韦晓慧[33]和张天宇等[34]研究中海水酸化(pH=7.6)导致日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)和大马蹄螺(Trochus niloticus)的SOD酶活性上升,与本研究结果相反,可能是由于珊瑚作为共生有机功能体,对海水酸化胁迫更为敏感,pH=7.8时就表现出了免疫功能抑制㊂相较于对照组,BaP暴露7d后,2种珊瑚的SOD酶活性均上升,说明BaP胁迫的刺激促使了珊瑚产生抗氧化防御反应,增加体内的SOD酶活性来消除多余的ROS[13]㊂在海洋无脊椎动物免疫应答过程中,氧化应激462㊀生态毒理学报第18卷产生的抗氧化酶有SOD㊁过氧化氢酶(CAT)㊁POD和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)等,SOD酶能以超氧阴离子为作用底物,将其歧化成为H2O2和O2,紧接着POD酶将H2O2分解或利用,从而避免了氧化伤害[35],POD还参与了黑色素合成途径,具有消除过氧化氢和酚类㊁胺类㊁醛类㊁苯类毒性的双重作用,在大多数情况下为珊瑚提供了抵抗真菌病原体的能力[36-37],有研究证明POD活性较低的珊瑚容易患病[38]㊂黄昇[39]研究发现,酸化海水促进中华乌塘鳢(Bostrychus sinensis)黏液的分泌,引起体表黏液细胞的应激反应,使其皮肤表层免疫力减弱,且海水pH 为7.8时,有利于致病菌的繁殖和生物膜的形成,最终引起中华乌塘鳢出现皮肤红肿病㊂在我们的研究中,澄黄滨珊瑚POD酶活性应对各胁迫处理的响应与SOD酶一致,但POD酶活性反应比SOD酶活性更为灵敏㊂海水酸化会抑制澄黄滨珊瑚POD酶的活性,而BaP胁迫则导致机体产生O2-㊁H2O2和羟基自由基,从而启动POD酶的上调,引发珊瑚的抗氧化防御反应,在复合胁迫处理下,POD酶的活性受到抑制显著下降(P<0.01)㊂与澄黄滨珊瑚不同,多孔鹿角珊瑚在胁迫7d后,海水酸化组的POD酶活性显著上升,而BaP胁迫组和复合胁迫组则无显著变化,珊瑚应对不同的环境因子的响应过程不同且具有种间差异㊂崔雯婷[40]在海水酸化和镉复合胁迫褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)仔鱼的研究中发现,海水酸化影响了受试生物抗氧化防御系统对重金属镉暴露的响应㊂我们的研究发现,海水酸化抑制了珊瑚的抗氧化酶活性,BaP则引发珊瑚的抗氧化防御反应,而海水酸化-BaP复合胁迫下,澄黄滨珊瑚和多孔鹿角珊瑚抗氧化酶活性受到抑制,表明海水酸化影响了珊瑚抗氧化防御系统对BaP暴露的响应,与前人研究相类似㊂综上所述,这些生理指标都反映珊瑚在海水酸化和BaP污染的环境胁迫下处于异常状态,且2种珊瑚应对单一及复合胁迫具有不同的生理响应㊂海水酸化(pH=7.8)胁迫7d后,珊瑚共生虫黄藻的光合色素和虫黄藻密度降低,珊瑚与虫黄藻的共生关系受到威胁㊂相较澄黄滨珊瑚,多孔鹿角珊瑚对海水酸化更加敏感;BaP(10μg㊃L-1)胁迫7d后,2种珊瑚单位面积共生虫黄藻的光合色素和虫黄藻密度降低,且多孔鹿角珊瑚共生虫黄藻比澄黄滨珊瑚更容易受到BaP的影响;海水酸化-BaP复合胁迫下,2种珊瑚共生虫黄藻的光合色素含量和密度比单一胁迫组更高㊂海水酸化和BaP污染对珊瑚的抗氧化防疫系统的影响因生理指标类别和珊瑚种类而异, POD㊁SOD酶活性在不同胁迫条件下的变化,体现了珊瑚的抗氧化防御酶在活性氧清除过程中的协调作用㊂珊瑚共生虫黄藻叶绿素a含量变化更适合作为海洋酸化㊁BaP胁迫的指示因子,我们的研究结果显示,多孔鹿角珊瑚对酸化㊁BaP单一胁迫和复合胁迫较澄黄滨珊瑚更加敏感㊂通信作者简介:刁晓平(1963 ),女,博士,教授,主要研究方向为环境胁迫对海洋生物的生态毒理效应㊂参考文献(References):[1]㊀Jiang J Y,Lu Y D.Metabolite profiling of Breviolumminutum in response to acidification[J].Aquatic Toxicol-ogy,2019,213:105215[2]㊀National Oceanic and Atmospheric Administration.Cli-mate Change:Atmospheric carbon dioxide[R].ColoradoBoulder,United States of America:National Oceanic andAtmospheric Administration(NOAA),2022[3]㊀Intergovernmental Panel on Climate Change2019:Chan-ging Ocean,Marine Ecosystems,and Dependent Commu-nities.IPCC Special Report on the Ocean and Cryospherein a Changing Climate[R].Genève:IntergovernmentalPanel on Climate Change(IPCC),2022[4]㊀Meron D,Rodolfo-Metalpa R,Cunning R,et al.Changesin coral microbial communities in response to a naturalpH gradient[J].The ISME Journal,2012,6(9):1775-1785[5]㊀Morais J,Medeiros A P M,Santos B A.Research gaps ofcoral ecology in a changing world[J].Marine Environ-mental Research,2018,140:243-250[6]㊀V ogel N,Meyer F W,Wild C,et al.Decreased light avail-ability can amplify negative impacts of ocean acidificationon calcifying coral reef organisms[J].Marine EcologyProgress Series,2015,521:49-61[7]㊀Kroeker K J,Kordas R L,Crim R N,et al.Meta-analysisreveals negative yet variable effects of ocean acidificationon marine organisms[J].Ecology Letters,2010,13(11): 1419-1434[8]㊀Zhang R J,Han M W,Yu K F,et al.Distribution,fate andsources of polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)inatmosphere and surface water of multiple coral reef re-gions from the South China Sea:A case study in spring-summer[J].Journal of Hazardous Materials,2021,412: 125214。

国际贸易与环境问题的文献综述董恒良、支静雅、唐德源环境保护问题是近年来的热点问题。

随着工业革命的兴起，生产力得到了前所未有的提高。

儿于此同时，人类对环境的破坏和资源的索取也加快了脚步。

尤其是近年来全球经济一体化，发达国家利用其技术优势控制产业渠道，以国际贸易为手段，在发展中国家设立代工工厂和产品原料加工基地，使得发展中国家在享受贸易带来的利润时，环境遭到了极大的破坏。

为此，研究国际贸易对世界环境带来的影响显得格外地意义突出。

为此，本文献综述综合了学术界关于此话题的研究动态，从国外和国内两个层面，整理归纳相关文献。

要研究国际贸易与环境问题，首先要了解经济持续增长与环境的紧密程度。

相关观点最早可以追溯到17世纪古典经济学家关于经济增长和资源承载力的探讨。

比如，17世纪威·廉配第曾提出“土地是财富之母”观点，认为资源环境是产生经济增长的动力。

之后的马尔萨斯的《人口原理》中也阐述了人口与粮食、土地与粮食之间的紧密关系，并提出资源是稀缺的。

1817年，大卫·李嘉图以“资源相对稀缺论”将此论点加以完善。

17世纪后半叶，威廉·穆勒在“静态经济学中，认为经济生产存在资本和土地两个要素的限制，而这些也都是后来形成的微观经济学的雏形。

直到20世纪20年代，人类和社会问题才首次以生态学的角度研究。

随着经济学和相关学科的交叉和自身的发展，人们开始反思古典经济增长方式带来的一系列问题。

庇古在《福利经济学》中尖锐地指出，外部性事导致环境问题的最根本原因，只有通过税收和补贴才能解决外部性带来的环境灾害问题。

制度经济学家在著作《社会成本问题》更是通过相关环境案例得出产权制度才是解决环境问题的根本手段。

经济学与环境问题正式交叉研究是在美国经济学家肯尼斯·鲍尔丁提出“生态经济学”之后逐渐成为经济学主流研究方向的。

鲍尔丁在研究中对提出了市场机制控制人口和调节消费品分配，资源利用，环境污染等问题都出了相关观点。

课程：地理环境与人类作者：04090214 陈晓枫院系：教育科学学院专业：教育技术师范系任课教师：陈晔浅述地理环境与我们的生活——水资源现状与保护04090214 陈晓枫（南京师范大学教育科学学院教育技术师范系）前言：目前,国外20世纪70年代的黑臭、80~90年代开始的富营养化、以及20世纪末期出现的大规模的有机毒物等三类水污染在我国同时出现,以氮、磷为主要特征的生活和面源污染逐步成为主要污染源。

全国1/3的水体不适宜鱼类生存,1/4的水体不适宜灌溉,50%的城镇水源不符合饮用水标准,40%的水源已不能饮用,南方城市总缺水量的60%~70%是由于水污染造成的[1]。

近岸海域海水环境日趋恶化。

近年来,每年进入我国近海的各类污染物约1500×104t,主要为化学需氧物质、氨氮、油类物质和磷酸盐四类。

20世纪90年代以来,我国近海赤潮发生频率加大,2003年达119次;有毒藻类种类增加。

237个近岸海域海水水质监测点中,达到国家一类海水水质标准的监测点仅占19.8%[2]。

摘要：20世纪下半叶，强烈的人类活动与全球变化背景叠加，使我国地理环境发生了巨大变化。

主要自然过程与环境要素的变化包括：全球变暖背景下气候带的明显摆动,降水南增北减使南方洪涝增加、北方干旱日趋严重，巨大的物质和能源需求与日趋严重的环境污染，天然水文过程的重大改变。

资源环境已经从发展的条件演变为制约我国国家安全的一个关键因素。

而，近年来，水资源污染与短缺现象在我国日益严重，“南水北调”工程的举措是否能根除水资源短缺？本文章就地理环境中的河流、湖泊说起，着眼于地理环境中的水资源问题，结合中国水资源的分配，对近三年来河流、湖泊水污染问题日益严峻的现状做了阐述，并提出水资源保护的一些渠道。

1李树德《再论水资源问题》北京大学学报(自然科学版)，2000,36(6):819~823.2国家统计局.2004年中国统计摘要.http://www·cpirc·org·cn/index·asp·关键词：地理环境河流湖泊保护一、地理环境的概念地理环境是指一定社会所处的地理位置以及与此相联系的各种自然条件的总和，包括气候、土地、河流、湖泊、山脉、矿藏以及动植物资源等。

“污染避难所”假说：Copeland、Taylor（1994）对国际贸易的环境效应进行了深入的理论分析, 发现贸易自由化一方面减轻了发达国家的环境污染, 另一方面加剧了发展中国家的环境污染。

更进一步发现贸易自由化使发达国家环境得以改善的程度远远小于使发展中国家环境污染加剧的程度, 国际贸易总体上会对环境产生负面影响。

并由此提出了“污染避难所”假说。

该假说认为，在自由贸易条件下，商品价格和产地是独立的，虽然在实际中存在运输成本和贸易壁垒，但贸易自由化可使产品价格趋于一致。

当产品价格一致时，决定工业区位选择的决定因素是成本，即如果各个国家除了环境标准之外，其他方面的条件都相同，那么污染企业就会选择在环境标准较低的国家进行生产，这些国家就成为污染避难所。

Michida和Nishikimi(2005)根据南北贸易模型找到了污染避难所假说的证据，即发展中国家出口相对污染工业的产品而发达国家出口清洁产品，但他们认为不论是在发展中国家还是发达国家污染都在增加。

另外，M a n i和Wheeler(1997)以OECD为样本为污染避难所提供了证据。

有这些证据相对较弱并且不能通过大量的稳健性检验。

大部分的经验研究认为污染避难所假说并不成立，比如，Dietzenbacher和Mukhopadhyay(2004)运用投入产出技术检验了污染避难所假定，认为印度不符合污染避难所假定，反而在贸易中获益。

Feng Helen Liang(2005)研究了FDI与空气污染的关系，认为两者之间是一种负向关系，从而证明污染避难所假说不成立。

关于污染避难所是否成立的证明，Levinson和Taylor(2001)做出了突出的贡献。

与其他人的研究不同，他们的论文控制了行业间未观测到的差异(通过考虑随时间的变化) 和工业区位对环境政策的影响(通过把行业控制在美国一国范围内)，发现污染避难所不仅是统计上显著的而且在经济上是重要的：如果在一个行业污染削减成本上升1％，美国对该行业产品的净进口上升0．5％。

《中文核心期刊要目总览》贸易经济类核心期刊139引言20世纪90年代以来，随着关税水平下降，全球贸易自由化趋势进一步加强，我国对外贸易得到快速发展，进出口总额从1990年的1154.4亿美元增长到2013年的41589.9亿美元，增长了35倍多。

与此同时，经济增长和贸易发展也让我国付出了沉重的环境代价，例如我国已成为SO 2排放最多的国家，引发了酸雨污染、疾病增加等系列问题。

那么贸易开放如何影响环境污染、不同污染指标是否有不同表现？本文将对此进行探讨分析。

文献回顾西方学者对贸易与污染关系的研究可分为两个阶段：第一个阶段是20世纪70年代至80年代。

这一阶段发达国家的工业化已发展到一定水平，大批工业向亚洲“四小龙”等新兴国家转移，污染密集型产业转移成为发达国家和发展中国家共同关注的问题。

第二个阶段是20世纪90年代至今。

这一时期全球化使得国家之间贸易往来更加紧密。

随着北美自由贸易协定签订，环境保护团体担心贸易自由化促使美国和加拿大的污染工业向墨西哥转移，会加剧墨西哥的环境污染，因此对贸易自由化持否定态度，引发了学界对贸易与环境关系的大讨论。

在上述背景下，Grossman 和Kruger（1991）提出了一个系统分析框架，在学术界受到广泛应用。

他们将贸易对环境的影响分解为规模效应（Scale Effect）、技术效应（Technique Effect）和结构效应（Composition Effect）。

规模效应指在经济体性质保持不变时，产出规模扩张需要增加资源投入，会恶化环境；技术效应指随着收入水平提高，人们会提出更高标准的环境规制，促进技术改进，而且对欠发达国家来说，外国投资还可能带来技术转移，因此会有助于清洁环境；结构效应则较为复杂，在贸易自由化过程中，一国专内容摘要：贸易开放下环境规制和要素禀赋将影响污染密集型产业的转移，ACT 模型认为一国贸易对环境污染的结构性影响取决于这两者的合力。

本文选择三种工业污染排放物，采用我国1993-2013年的省际面板数据，以修正的ACT 模型进行实证分析。

收稿日期:2008212208作者简介:陈红蕾(1963) ),女,安徽淮南人,暨南大学经济学院国际经济与贸易系教授;陈秋峰(1980) ),男,河南周口人,惠州学院经济管理系教师。

*本文是国务院侨办人文社科研究项目(项目编号:05GQB YB007)的部分研究成果。

经济增长、对外贸易与环境污染:联立方程的估计*t 陈红蕾1t 陈秋峰2(1.暨南大学经济学院,广东广州 510632;2.惠州学院经济管理系,广东惠州 516015)摘要:本文采用H uang and Labys 的模型思路,通过建立一个同时包括污染方程与产出方程的联立方程组研究经济、贸易和环境之间的相互关系。

研究发现我国工业二氧化硫的排放走势比较符合环境库兹涅茨倒U 曲线假说,且目前尚处于倒U 型曲线的左半段,即经济贸易的增长可能导致环境质量的进一步下降;现阶段我国产业结构的变动是影响环境质量的重要因素,特别是制造业结构趋重的格局不利于环境的改善;贸易自由化并未加剧环境的恶化,可以说/污染避难所0假说现阶段在我国不成立。

最后在上述结论的基础上,得出一些有益的政策启示。

关键词:经济增长;对外贸易;环境污染;联立方程中图分类号:F062.2 文献标识码:A 文章编号:167129301(2009)0320029206一、国内外相关研究评述国外关于贸易与环境问题的研究始于1970年代末,90年代以来逐渐引起广泛关注。

Tobey [1]采用截面数据的H eckscher 2O lin-Vanek(HOV )模型,检验严格的环境政策是否会直接影响污染密集型商品的出口,结果表明环境政策对世界贸易模式的影响不显著。

G r oss man,K r ueger [2]的研究发现,在其它变量不变的条件下,污染密集度会先随着人均收入水平的提高而增加,而后随着收入水平的提高而减少,即著名的环境库兹涅茨倒U 曲线假说。

R epetto [3]分析了1992年美国的对外投资发现,虽然发展中国家接受了美国对外投资的45%,但其中(双月刊)2009年第3期(总第40期)环境敏感产业所占的比例很低(约5%),相反,在发达国家接受的投资中却占到24%;因此他的结论是发达国家/似乎是相互输出污染产业,而不是输出到不发达国家0。

“污染避难所假说”的研究进展张志辉内容提要　“污染避难所假说”指出,由于发展中国家的环境管理能力和环境标准都显著地低于发达国家,在资源配置全球化的大背景下,发达国家的一些污染产业或企业有可能转移到发展中国家,进而对发展中国家的生态环境施加负面影响。

本文对“污染避难所假说”研究进行梳理,分析现有研究存在的问题,并指出进一步研究的方向。

关键词　污染避难所　贸易模式　产业选址“污染避难所假说”“污染避难所假说”也称为“产业区位重置假说”(hypot hes is of indust rial relocation)或“产业漂移假说”(indust rial f light hypo thesis)。

该假说主要指,污染密集产业的企业倾向于建立在环境标准相对较低的国家或地区。

该假说建立在合理的基本理论观点之上(看来适用于大多数背景下的大多数企业)。

在完全自由贸易条件下,产品价格与产地无关。

实际上,总会存在运输成本与贸易壁垒,但贸易自由化通过套利机制使产品价格趋于一致。

当产品有统一的价格时,生产区位的选择取决于生产成本。

如果各个国家除了环境标准外,其他方面的条件都相同,那么污染企业就会选择在环境标准较低的国家进行生产,这些国家就成为“污染避难所”。

这意味着,如果国家之间没有其他方面的差异,所有污染生产设施最终都会转到环境标准较低的国家。

然而,这种假说是建立在严格假设条件之上的。

这类环境标准较低的国家往往缺乏现代工业所需的技术熟练的劳动力、资本与制度(如不受政府掠夺的安全的产权)。

这些因素会增加生产成本,很可能会高于基于工资或环境标准差异所带来的生产成本的下降,所以污染避难所假说未必能够成立。

关于污染避难所假说大多数早期的实证研究,没能发现环境标准对产业区位选择显著的影响。

这类研究有时被当作拒绝污染避难所假说的证据。

当然,没有观察到一种现象,不能得出这种现象不存在的结论———可能是观察的方法或数据有问题。

尽管其可靠性受到质疑,但近期的实证研究对“污染避难所”假说提供了支持。