摘要

沙海蜇（Sanderia malayensis）是一種廣泛分布于熱帶和亞熱帶海域的大型水母，其種群動態(tài)對海洋生態(tài)系統(tǒng)具有重要影響。本研究利用微電極技術(shù)，實(shí)時監(jiān)測了沙海蜇消亡過程中海水溶解氧（DO）的變化，旨在揭示沙海蜇消亡對水體溶解氧的影響機(jī)制，為評估水母爆發(fā)對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響提供科學(xué)依據(jù)。

1.引言

水母爆發(fā)是近年來全球海洋生態(tài)系統(tǒng)面臨的突出問題之一。沙海蜇作為一種常見的大型水母，其爆發(fā)會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成多方面影響，包括與魚類競爭食物、捕食魚類幼體、破壞漁業(yè)設(shè)施等。沙海蜇消亡后，其殘體會被微生物分解，消耗大量溶解氧，可能導(dǎo)致水體缺氧，甚至引發(fā)局部海域的生態(tài)系統(tǒng)崩潰。

溶解氧是海洋生態(tài)系統(tǒng)健康的重要指標(biāo)，其濃度變化直接影響著海洋生物的生存和繁衍。傳統(tǒng)的水體溶解氧測量方法通常采用Winkler滴定法或便攜式溶解氧儀，這些方法雖然精度較高，但難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時、連續(xù)的監(jiān)測，且無法獲取水體中溶解氧的微觀分布信息。

微電極技術(shù)是一種新興的微區(qū)分析技術(shù)，具有高靈敏度、高空間分辨率和快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崟r、原位監(jiān)測水體中溶解氧的濃度變化。近年來，微電極技術(shù)被廣泛應(yīng)用于海洋環(huán)境監(jiān)測、生物地球化學(xué)過程研究等領(lǐng)域。

2.材料與方法

2.1實(shí)驗(yàn)材料

沙海蜇：采集自南海海域，選擇個體大小相近、健康狀況良好的沙海蜇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

海水：取自沙海蜇采集海域，經(jīng)0.45μm濾膜過濾后使用。

溶解氧微電極：購買自丹麥Unisense公司，尖端直徑100μm，響應(yīng)時間小于5 s。

2.2實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置主要由以下部分組成：

恒溫培養(yǎng)箱：用于控制實(shí)驗(yàn)溫度，模擬自然環(huán)境。

玻璃水族箱：用于盛放海水和沙海蜇。

微電極支架：用于固定微電極，并控制其在水體中的位置。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：用于記錄微電極測量的溶解氧濃度數(shù)據(jù)。

2.3實(shí)驗(yàn)方法

將過濾后的海水注入玻璃水族箱中，并置于恒溫培養(yǎng)箱中恒溫至25℃。

將沙海蜇放入水族箱中，并開始記錄溶解氧濃度數(shù)據(jù)。

每隔1小時記錄一次沙海蜇的形態(tài)變化，并拍照記錄。

實(shí)驗(yàn)持續(xù)至沙海蜇完全消亡，并繼續(xù)監(jiān)測溶解氧濃度至其恢復(fù)至初始水平。

3.結(jié)果與討論

3.1沙海蜇消亡過程

實(shí)驗(yàn)過程中，沙海蜇經(jīng)歷了從健康到死亡、再到完全分解的過程。在死亡初期，沙海蜇傘體收縮，觸手松弛；隨著分解的進(jìn)行，傘體逐漸破裂，組織碎片散落；最終，沙海蜇殘體完全分解，形成絮狀物。

3.2溶解氧濃度變化

微電極監(jiān)測結(jié)果顯示，沙海蜇消亡過程中，水體溶解氧濃度呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。在沙海蜇死亡初期，溶解氧濃度開始緩慢下降；隨著沙海蜇分解的加劇，溶解氧濃度下降速度加快；在沙海蜇完全分解后，溶解氧濃度達(dá)到最低點(diǎn)，隨后開始緩慢回升，最終恢復(fù)至初始水平。

3.3討論

沙海蜇消亡過程中，水體溶解氧濃度的下降主要?dú)w因于微生物對沙海蜇殘體的分解作用。沙海蜇殘體富含有機(jī)質(zhì)，為微生物提供了豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)了微生物的生長繁殖。微生物在分解有機(jī)質(zhì)的過程中消耗大量溶解氧，導(dǎo)致水體溶解氧濃度下降。

本研究表明，沙海蜇消亡會對水體溶解氧造成顯著影響，可能導(dǎo)致局部海域的溶解氧濃度急劇下降，甚至引發(fā)水體缺氧。水體缺氧會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害，例如導(dǎo)致魚類等需氧生物死亡、破壞海洋食物鏈等。

4.結(jié)論

本研究利用微電極技術(shù)，實(shí)時監(jiān)測了沙海蜇消亡過程中海水溶解氧的變化，揭示了沙海蜇消亡對水體溶解氧的影響機(jī)制。研究結(jié)果表明，沙海蜇消亡會導(dǎo)致水體溶解氧濃度顯著下降，可能對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成負(fù)面影響。未來研究應(yīng)進(jìn)一步探討不同環(huán)境條件下沙海蜇消亡對水體溶解氧的影響，以及水體缺氧對海洋生態(tài)系統(tǒng)的長期影響。