摘要


沙海蜇（Sanderia malayensis）是一种广泛分布于热带和亚热带海域的大型水母，其种群动态对海洋生态系统具有重要影响。本研究利用微电极技术，实时监测了沙海蜇消亡过程中海水溶解氧（DO）的变化，旨在揭示沙海蜇消亡对水体溶解氧的影响机制，为评估水母爆发对海洋生态系统的影响提供科学依据。


1.引言


水母爆发是近年来全球海洋生态系统面临的突出问题之一。沙海蜇作为一种常见的大型水母，其爆发会对海洋生态系统造成多方面影响，包括与鱼类竞争食物、捕食鱼类幼体、破坏渔业设施等。沙海蜇消亡后，其残体会被微生物分解，消耗大量溶解氧，可能导致水体缺氧，甚至引发局部海域的生态系统崩溃。


溶解氧是海洋生态系统健康的重要指标，其浓度变化直接影响着海洋生物的生存和繁衍。传统的水体溶解氧测量方法通常采用Winkler滴定法或便携式溶解氧仪，这些方法虽然精度较高，但难以实现实时、连续的监测，且无法获取水体中溶解氧的微观分布信息。


微电极技术是一种新兴的微区分析技术，具有高灵敏度、高空间分辨率和快速响应等优点，能够实时、原位监测水体中溶解氧的浓度变化。近年来，微电极技术被广泛应用于海洋环境监测、生物地球化学过程研究等领域。

2.材料与方法


2.1实验材料


沙海蜇：采集自南海海域，选择个体大小相近、健康状况良好的沙海蜇进行实验。


海水：取自沙海蜇采集海域，经0.45μm滤膜过滤后使用。


溶解氧微电极：购买自丹麦Unisense公司，尖端直径100μm，响应时间小于5 s。


2.2实验装置


实验装置主要由以下部分组成：


恒温培养箱：用于控制实验温度，模拟自然环境。


玻璃水族箱：用于盛放海水和沙海蜇。


微电极支架：用于固定微电极，并控制其在水体中的位置。


数据采集系统：用于记录微电极测量的溶解氧浓度数据。


2.3实验方法


将过滤后的海水注入玻璃水族箱中，并置于恒温培养箱中恒温至25℃。


将沙海蜇放入水族箱中，并开始记录溶解氧浓度数据。


每隔1小时记录一次沙海蜇的形态变化，并拍照记录。


实验持续至沙海蜇完全消亡，并继续监测溶解氧浓度至其恢复至初始水平。


3.结果与讨论


3.1沙海蜇消亡过程


实验过程中，沙海蜇经历了从健康到死亡、再到完全分解的过程。在死亡初期，沙海蜇伞体收缩，触手松弛；随着分解的进行，伞体逐渐破裂，组织碎片散落；最终，沙海蜇残体完全分解，形成絮状物。


3.2溶解氧浓度变化


微电极监测结果显示，沙海蜇消亡过程中，水体溶解氧浓度呈现明显的下降趋势。在沙海蜇死亡初期，溶解氧浓度开始缓慢下降；随着沙海蜇分解的加剧，溶解氧浓度下降速度加快；在沙海蜇完全分解后，溶解氧浓度达到最低点，随后开始缓慢回升，最终恢复至初始水平。


3.3讨论


沙海蜇消亡过程中，水体溶解氧浓度的下降主要归因于微生物对沙海蜇残体的分解作用。沙海蜇残体富含有机质，为微生物提供了丰富的营养物质，促进了微生物的生长繁殖。微生物在分解有机质的过程中消耗大量溶解氧，导致水体溶解氧浓度下降。


本研究表明，沙海蜇消亡会对水体溶解氧造成显著影响，可能导致局部海域的溶解氧浓度急剧下降，甚至引发水体缺氧。水体缺氧会对海洋生态系统造成严重危害，例如导致鱼类等需氧生物死亡、破坏海洋食物链等。


4.结论


本研究利用微电极技术，实时监测了沙海蜇消亡过程中海水溶解氧的变化，揭示了沙海蜇消亡对水体溶解氧的影响机制。研究结果表明，沙海蜇消亡会导致水体溶解氧浓度显著下降，可能对海洋生态系统造成负面影响。未来研究应进一步探讨不同环境条件下沙海蜇消亡对水体溶解氧的影响，以及水体缺氧对海洋生态系统的长期影响。