拟水狼蛛对食物中镉的吸收和排泄及生物学响应

为明确拟水狼蛛对食物中镉的吸收和排泄及生物学响应,采用原子吸收光谱法检测了连续3代拟水狼蛛对食物中Cd²⁺的吸收和排泄情况,并测定了Cd²⁺对其生长发育、繁殖力和耐饥力的影响。结果表明:食物中过量的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累,积累量随拟水狼蛛代数的增加而增加,第2代和第3代拟水狼蛛体内Cd²⁺积累量浓度显著高于第1代中Cd²⁺积累量,第2代和第3代间差异不显著,积累量与消耗的黑腹果蝇数量极显著正相关,P<0.01;与消耗食物中Cd含量显著正相关,P<0.05。连续3代拟水狼蛛分别吸收了食物中65.4%、68.5%和69.1%的Cd,生物营养级放大因子分别为1.71、2.12和2.17。连续3代拟水狼蛛Cd排泄量极低。Cd处理能显著改变拟水狼蛛背胸甲宽、幼蛛存活率、生长历期和繁殖力。随拟水狼蛛受胁迫代数的增加,幼蛛存活率显著减少,生长历期显著延长。卵袋重量显著减轻,卵数目显著减少,卵体积显著升高。Cd处理还能显著降低拟水狼耐饥力。研究结果可为进一步研究环境中Cd沿土壤-昆虫-天敌传递、放大和生理耐受提供更为充分的理论依据。     

不同生境汞对拟水狼蛛抗氧化系统的影响

以拟水狼蛛为研究对象,采用原子吸收光谱法测定了不同生境汞在土壤和蜘蛛体内的含量,研究了不同生境汞对拟水狼蛛抗氧化酶的影响.结果 表明:4个采集样点(S1、S2、S3和S4)拟水狼蛛体内重金属汞的含量差异显著(P<0.05).在重金属胁迫下,重金属汞含量高(S1、S2和S3)的拟水狼蛛体内GSH含量显著高于对照组(S4),是对照组的2.4~3.8倍.GSH含量与重金属汞含量显著正相关(r2=0.9624,P<0.01).对于GST、CAT和SOD,重金属汞含量高则酶活性低,GST、CAT和SOD酶活性与重金属汞含量显著负相关.因此检测拟水狼蛛体内的酶活性变化即可知环境中重金属汞的污染程度,提示拟水狼蛛可以作为重金属污染的重要监测指示生物.     

重金属Cd2+对拟水狼蛛体内金属硫蛋白含量及其生长发育的影响

为了明确重金属Cd²⁺对拟水狼蛛Pirata subpiraticus体内金属硫蛋白(metallothionein, MT)含量及其生长发育的影响, 在室内条件下用5个不同浓度（0, 10, 20, 40和80 μg/g）的Cd²⁺培养的黑腹果蝇Drosophila melanogaster饲喂从5种不同生境下（S1, S2, S3, S4和S5）采集的拟水狼蛛性成熟雌蛛产卵孵化的幼蛛,待幼蛛性成熟后取所得雌蛛成蛛采用原子吸收光谱法测定了Cd²⁺ 诱导下拟水狼蛛体内金属硫蛋白含量及其存活率和生长率。结果表明： 食物中过量的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累, 积累量随黑腹果蝇培养基中Cd²⁺浓度的增加而增加,存在显著的浓度-效应关系。不同浓度的Cd²⁺能够诱导拟水狼蛛体内MT不同的表达,表达量与Cd²⁺浓度显著正相关(P<0.05)。当浓度低于20 μg/g时,污染点（S1, S2, S3和S4）拟水狼蛛体内MT表达量显著高于参照组S5（P<0.05）; 当高于20 μg/g时, 所有样点拟水狼蛛体内MT表达量差异不显著（P＞0.05）。拟水狼蛛存活率和成长率随着Cd²⁺浓度的升高呈下降趋势。据此认为,金属硫蛋白可能是蜘蛛耐受重金属污染的重要机制,与重金属具有一定浓度-效应关系。     

重金属在拟水狼蛛体内的分布及对其体内抗氧化酶活性的影响

为了探明重金属在拟水狼蛛Pirata subpiraticus体内的分布及对其体内抗氧化酶活性的影响,本研究于2009年6月在河南南阳地区5种不同生境下,共采集50份土壤样本和300头拟水狼蛛样本,采用原子吸收光谱法测定了5种不同生境下雄雌拟水狼蛛体内重金属的分布、GSH含量以及GST,CAT和SOD的活性。结果表明：5个采集样点（S1, S2, S3, S4和S5） 拟水狼蛛体内重金属（Cd,Pb,Cu和Zn）的含量差异显著（P<0.05）。同一地点拟水狼蛛体内重金属（Cd,Pb,Cu和Zn）的含量不同身体部位差异显著（P<0.05）,头胸部>足部>腹部,同一地点雄性拟水狼蛛重金属含量显著高于雌性（P<0.05）。在重金属胁迫下,重金属含量高（S1,S2,S3和S4）的拟水狼蛛体内GSH 含量显著高于参照组（S5）,雄性GSH 含量高于雌性（P<0.05）。对于不同身体部位,GSH 含量差异显著,头胸部GSH 含量最高,其次为足部,腹部含量最低;GSH 含量与重金属含量显著正相关（r2=0.9854,P<0.05）。对于GST,CAT和SOD,重金属含量高则酶活性低,雄性酶活性显著低于雌性,不同身体部位酶活差异不显著;GST,CAT和SOD酶活性与重金属（Cd和Pb或者Pb）含量显著负相关。因此检测拟水狼蛛不同身体部位的酶活性变化就可知环境中重金属的污染程度,拟水狼蛛可以作为重金属污染的重要监测指示生物。     

携幼行为对简突水狼蛛幼蛛生长发育的影响

本文在实验室条件下,研究了携幼行为对简突水狼蛛 Pirata haploapophysis幼蛛的生长、存活、发育历期及繁殖的影响.结果表明经过携幼行为的幼蛛和未经过携幼行为的幼蛛在体重增长、各龄期死亡率、发育历期及产卵率、平均每雌产卵袋数、平均每雌产卵总量、平均每卵袋含卵量、单雌最高产卵量等方面没有显著差异.     

3种中型蜘蛛卵袋形态特征与纤维组成结构

采用扫描电镜和氨基酸自动分析仪对球蛛科(Theridiidae)温室拟肥腹蛛(Parasteatodatepidariorum)、肖蛸蛛科(Tetragnathidae)肩斑银鳞蛛(Leucauge blanda)及狼蛛科(Lycosidae)猴马蛛(Hippasa holmerae)3种中型蜘蛛卵袋的超微结构和氨基酸组成进行了观察。形态观察表明,这3种蜘蛛的卵袋形态各异,温室拟肥腹蛛卵袋一头尖,呈梨状;肩斑银鳞蛛卵袋呈扁平状;猴马蛛卵袋呈椭球形。扫描电镜观察表明,温室拟肥腹蛛卵袋外覆盖层仅仅由一种均一直径的柱状腺丝组成,而另外2种蜘蛛卵袋外覆盖层主要由柱状腺丝与少量其他丝腺纺出的丝纤维组成。氨基酸组成分析表明,温室拟肥腹蛛卵袋外覆盖层的丝纤维的氨基酸组成与具有保守性的其他种类蜘蛛柱状腺丝心蛋白的氨基酸组成差异较大,这表明其可能含有新的丝心蛋白家族成员。本文根据氨基酸组成与扫描电镜的结果分析探讨了不同直径丝纤维的丝腺来源。     

横纹金蛛卵袋丝的力学行为与生物学功能之间的关系

采用电子单纤强力仪对横纹金蛛Argiope bruennichi卵袋框丝、卵袋外覆盖层丝被与卵袋内层丝3种不同功能蜘蛛卵袋丝的力学行为进行测试研究,采用电子天平对卵袋丝的生物学功能进行量化,拟探明蜘蛛卵袋丝的力学行为与生物学功能之间的关系。结果表明,与卵袋框丝相比,卵袋内层丝负荷-位移曲线弹性区增加、屈服区小、加强区平缓、延展性好;卵袋框丝具有反复拉伸的特性,力学行为重复性好;卵袋框丝、卵袋内层丝和卵袋外覆盖层丝被的屈服点和断裂点负荷均远大于卵块重量,说明雌蛛在后代的保护方面投入巨大; 3种卵袋丝均满足各自生物学或生态学功能对其断裂点负荷、延展性等力学性能的要求。这对人们进行新型纤维材料的仿生设计具有重要的指导意义。     

拟水狼蛛的生物学生态学特性

运用田间观察与室内外饲养相结合的方法,对稻田蛛蛛优势种拟水狼蛛Pirata subpiraticus的生物学生态学特性进行了研究。拟水狼蛛在重庆地区1a发生3－4代,第4代不完整,以第2代历期最短,第3代（越冬代）历期最长;以成蛛或幼蛛越冬;5月初即由田埂向稻田内迁移,在水稻生育期间出现3次卵高峰、2次种群密度高峰;在田间具掘土作穴习性,室内发现4龄后的幼蛛在袋状网内蜕皮、交配期和携卵期有结袋状网或幕状网的习性;属游猎型蜘蛛,可步行、跳跃在植株、水面、陆地等处捕食飞虱、叶蝉、粘虫、螟虫等多种稻虫,捕食量与龄期、蜕皮和性别有关;受惊时,能入水中潜行和潜伏。雌雄蛛均可多次交配,雌蛛一生可产卵3－6次,卵囊含卵量25－130粒,平均75粒。平均孵化率90．5％。孵化的幼蛛,先群集在雌蛛的背部,3－5d后离开雌蛛分散捕食。幼蛛一般蜕皮7－8次,出卵囊前已蜕皮至少1次。拟水狼蛛的产卵前期2－6d,平均3d;卵期9－15d,平均11.4d;幼蛛期57－133d,平均81.6d;成蛛期128－186d,平均140d左右,雌蛛较雄蛛长24－51d,平均39.6d。性比除第1代外的各代均为雌多于雄蛛。论文详细记载了拟水狼蛛求偶与交配行为过程、产卵与护卵习性、孵化及携幼行为、幼蛛生长、蜕皮、各龄期形态特征、亚成蛛及性成熟。幼蛛出卵囊后至性成熟的成活率为21．4％－56．3％,平均达35．0％。室内饲养发现在一定湿度条件下,不提供食物成蛛可存活28－57d,平均42．7d。     

取食加Cd2+食物后拟水狼蛛发育历期、耐饥力和体内Cd2+含量的变化

为明确食物中重金属离子在蜘蛛体内的传递、生物放大及对其生长历期和耐饥力的影响,采用原子吸收光谱法检测了拟水狼蛛Pirata subpiraticus取食加Cd²⁺食物后体内Cd²⁺含量变化情况,测定了Cd²⁺对其发育历期和耐饥力的间接影响。结果表明：食物中的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累,积累量随拟水狼蛛龄期的增长而增加,积累量与消耗的黑腹果蝇Drosophila melanogaster数量极显著正相关(P<0.01), 与消耗食物中Cd²⁺含量显著正相关(P<0.05); 对食物中Cd²⁺的吸收率为65.4%,生物放大因子为1.8。成蛛改喂无Cd²⁺的黑腹果蝇后在观察的4周内体内Cd²⁺含量变化不明显。食物中的Cd²⁺能导致拟水狼蛛的发育历期显著延长、耐饥力显著降低。研究结果可为进一步研究环境中Cd²⁺沿土壤-昆虫-天敌传递、放大和生理耐受等提供理论依据。     

镉污染对不同生境拟水狼蛛氧化酶和金属硫蛋白应激的影响

为探讨镉(Cd)对机体抗氧化功能及金属硫蛋白(MT)的影响,在室内分别用不添加Cd2 和添加浓度为20 mgkg-1 Cd2 培养基培养的黑腹果蝇来饲喂4种不同生境下(S1,S2,S3和S4)拟水狼蛛,于饲喂5d、10d和20d后,分别测定其体内MT和丙二醛 (MDA)的含量及超抗氧化酶(GST、SOD和CAT)活性。结果表明：1,不同生境拟水狼蛛用不添加Cd2 培养基培养的黑腹果蝇饲喂后,不添加Cd2 对照组拟水狼蛛镉的积累量和MT含量无显著变化,但均显著低于添加Cd2 污染组。添加Cd2 污染组拟水狼蛛镉的积累量和MT含量都显著高于对照组,且均随着饲喂时间的延长而显著升高,具有明显的时间–效应关系(p<0.05)。2,在饲喂5d和10d后,不添加Cd饲喂的拟水狼蛛MDA含量和抗氧化酶系差异都不显著。添加Cd2 污染组(S1,S2和S3)MDA含量显著高于对照组(S4),MDA含量与饲喂时间呈显著正相关(p<0.05);GST、SOD和CAT等抗氧化酶活性污染组显著低于对照组,与饲喂时间呈显著负相关(p<0.05);饲喂20d后,污染组MDA含量和抗氧化酶（SOD和CAT）活性均与对照组无显著差异,但GST活性差异显著。     

深圳市不同功能区土壤表层重金属污染及其综合生态风险评价

在综合考虑深圳市城市功能区分异特征的基础上,进行全市表层土壤系统采样,全面监测土壤表层8种重金属元素污染状况,分析不同重金属元素含量的统计学特征,探讨不同城市功能区对土壤表层重金属污染的影响,采用内梅罗指数和潜在生态危害指数评估不同重金属元素和不同城市功能区的生态风险水平,分别进行基于两种方法的全市重金属污染生态风险分区。结果表明: 1)深圳市土壤表层的Mn、Ni、Cr和Pb 4种元素受人为活动的影响程度较低,Cd、Zn、Cu和As 4类元素受人为活动影响较大。地表环境约束因素背景下的高强度城市化和工业化过程,是各种重金属污染区域分异和功能区分异的决定性因素。2)深圳市土壤重金属污染风险较高的重金属元素为Cd、Zn、Cu和Pb,特别是Pb污染问题尤为突出,必须加强管控工作。深圳市总体土壤表层重金属污染风险水平高于国内相关城市,需要引起足够重视。3)内梅罗指数法和潜在生态危害指数法的侧重点不同,在单一重金属元素风险判断、不同城市功能区生态风险的总体评价,以及市域土壤重金属污染生态风险分级评价方面结果差异较大,组合使用效果更好。     

Soil Heavy Metal Pollution Assessment Near the Largest Landfill of China

To assess the extent and potential hazards of heavy metal pollution at Shanghai Laogang Landfill, the largest landfill in China, surface soil samples were collected near the landfill and concentrations of Cu, Zn, Cd, Pb, and Cr were determined. The results revealed that the concentrations of heavy metals, except Pb, were higher in the surface soil near the landfill than in the background soil. Principal component analysis and hierarchical cluster analysis suggested that the enrichment of Cu in soil was probably related to agricultural activities and Cd and Pb to landfill leachates, whereas Zn and Cr concentrations were probably controlled by soil matrix characteristics. The pollution indices (PIs) of the metals were: Cd > Cu > Cr > Zn > Pb. Among the five measured metals, Cd showed the largest toxic response and might cause higher ecological hazards than other metals. The integrated potential eco-risk index (RI) of the five metals ranged from 26.0 to 104.9, suggesting a low-level eco-risk potential. This study indicated the accumulations of Cu, Zn, Cd, Pb, and Cr did not reach high pollution levels, and therefore posed a low eco-risk potential in surface soil near the landfill.     

广州市花都城区绿地土壤肥力与重金属污染分析

在对广州市花都城区绿地土壤取样调查的基础上,采用全国第二次土壤普查养分分级标准和内梅罗污染指数法等对其土壤肥力和重金属污染情况进行分析评价,揭示花都城区绿地土壤存在的问题。结果表明,花都城区绿地土壤容重变幅在1.25～1.75 g·cm–3之间,孔隙度变幅在30.81%～47.42%之间,pH在6.16～7.68之间,有机质含量在四级及以下标准,严重缺乏氮素和磷素。不同绿地类型中,厂区路旁绿地土壤重金属污染最严重,其次为主干道两侧绿地;研究区As污染最严重,Pb次之,未受Zn污染,存在不同程度的Cu、Cd、Cr、Ni、Hg污染。相关性分析表明,土壤pH与全钾、碱解氮含量极显著相关,有机质与全氮极显著相关,全氮、全磷分别与碱解氮、有效磷显著正相关,全钾与碱解氮显著负相关;重金属元素中,Cu与Zn、Cr、Ni极显著相关,Zn与Cu、Pb、Cd、Cr、Ni极显著相关,Pb与Zn、Cd极显著相关,Cr与Cu、Zn、Ni极显著相关,As和Hg与其他重金属元素均无显著相关性。     

不同土壤生境下斑茅对重金属的富集特征

为了筛选Cu、Zn、Pb、Cd多重金属离子的富集植物,对不同土壤生境(铜铁矿、钨矿、铅锌矿和无矿场污染)的优势种斑茅(Saccharum arundinaceum(Retz.)Jeswiet)对Cu、Zn、Pb、Cd离子富集情况进行了调查。结果表明,斑茅对Cu、Zn、Pb、Cd离子有富集优势并以Cu富集显著,斑茅根系土壤与斑茅地上部Cu含量存在相关性(P<0.05),斑茅对Pb和Cd的富集与转运存在极显相关性(P<0.01);在强酸、多金属污染弃耕农田土壤中,斑茅不仅符合Cu超富集植物的特征,而且其对Zn、Pb和Cd3种重金属的富集系数和转运系数均>1。在Cd、Cu、Pb和Zn均低于国家土壤环境质量二级标准(GB15618-1995)的弃耕农田中,斑茅对Cu、Zn和Cd的富集系数均>1。研究表明,斑茅可以作为Cu、Zn、Pb、Cd多金属污染土壤的富集植物进行人工修复。     

金属矿区芒草种群对重金属的积累及其与土壤特性的关系

通过分析大型综合金属矿区中经历不同污染强度与污染时间胁迫的芒草（Miscanthus sinensis）种群对4种主要重金属的积累状况,初步揭示芒草对这些重金属的积累特性与土壤重金属含量的关系。结果表明,1芒草根茎叶对4种重金属的的积累顺序为：根〉叶〉茎;2芒草对Cd、Pb的积累量与土壤中这两种重金属含量之间存在显著（P〈0．05）正相关关系;对Cu、Zn的积累量与土壤含量之间无显著相关,主要是因为土壤最高Cu与Zn含量已超过芒草对这两种元素积累所需的最大量,成为对芒草构成胁迫的主要因子。在该矿区的酸性条件下,芒草对Pb、Zn、Cu3种重金属的吸收率随pH值升高而升高,pH接近的样地,芒草的吸收率主要受土壤重金属含量的影响。结合各种群对四种重金属的积累状况判断,强度胁迫下的种群可能已发生耐性分化,从而产生较其它种群更强的耐重金属特性。总体上芒草是一种多重金属耐性植物,对这四种重金属的耐性顺序是：Cd〈Cu〈Zn-Pb。     

黄河口盐地碱蓬湿地土壤-植物系统重金属污染评价

以黄河口盐地碱蓬湿地为例,评价了淹水和非淹水区湿地表层土壤As、Cd、Cu、Cr、Pb和Zn 6种重金属的污染程度及其在土壤-植物系统中的迁移、富集特征,分析了不同积水深度和土壤理化性质对研究区土壤重金属含量的影响.研究结果表明,与土壤或沉积物质量标准相比,黄河口盐地碱蓬湿地土壤受As和Cd污染最严重,而其它重金属污染较轻;非淹水土壤Cd、Cr和Zn含量高于淹水湿地,而As、Cu和Pb则较低;而且淹水土壤As含量随积水深度增加而呈下降趋势,但积水深度对其他重金属含量的影响不明显.相关性分析结果表明,按照受土壤关键影响因子的不同重金属(除As外)可以分为两类:第一类为Cd、Cr和Zn,这些重金属含量受土壤pH值和盐分影响较大,且相互间存在显著正相关关系,表明它们可能有相同的来源;第二类为Pb和Cu,它们受土壤pH值、盐分和有机质的影响,且Pb和Cu之间存在显著正相关关系.除Cr、Cu和Zn外,重金属在盐地碱蓬的根系内一般不发生显著富集,但绝大多数重金属都表现出地上部分的含量比根系更高的现象.     

新疆焉耆盆地辣椒地土壤重金属污染及生态风险预警

从新疆加工辣椒主产地(焉耆盆地)采集105个辣椒地典型土壤样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量。采用污染负荷指数(Pollution load index,PLI)、潜在生态风险指数(Potential ecological risk index,RI)和生态风险预警指数(Ecological risk warning index,I_(ER))对辣椒地土壤重金属污染及生态风险进行评价。结果表明:(1)焉耆盆地辣椒地土壤Cd、Cr、Ni、Pb和Zn含量的平均值分别超出新疆灌耕土背景值的1.65、1.40、1.32、3.21、6.42倍。辣椒地土壤Pb和Zn呈现重度污染,Cd、Cr和Ni轻度污染,As、Mn和Cu无污染。(2)土壤PLI平均值为1.40,呈现轻度污染。各重金属元素单项生态风险指数从大到小依次为:Cd、Ni、As、Cu、Pb、Cr、Zn。土壤RI平均值为18.40,属于轻微生态风险态势,IER平均值为-4.78,属于无警态势;博湖县辣椒地污染水平、潜在生态风险程度与生态风险预警等级最高,焉耆县污染水平、潜在生态风险程度与生态风险预警等级最低。(3)辣椒地土壤As、Cd、Pb与Zn主要受到人类活动的影响,Cr、Cu、Mn和Ni主要受到土壤地球化学作用的控制。Cd是焉耆盆地辣椒地生态风险等级最高的重金属元素,研究区农业生产过程中要防范Cd的污染风险。