農(nóng)業(yè)面源水污染對水生昆蟲的波動性不對稱的影響.pdf

1、外界環(huán)境壓力、發(fā)育不穩(wěn)定性和波動性不對稱(FA)之間的關(guān)系一直是國際學者爭論的焦點。水環(huán)境的理化變化和生物變化都會影響到水生生物的發(fā)育和生存。水生昆蟲作為水環(huán)境的指示生物，不僅種群動態(tài)的變化對于水質(zhì)監(jiān)測具有重要的意義，形態(tài)上的變化也有助于分析水質(zhì)。本文通過分析受環(huán)境脅迫影響的水生昆蟲對稱性特征的波動性不對稱變化，取得了一系列具有重要意義的結(jié)果： 1．溫度和殺蟲劑對高齡白狹扇蟌稚蟲波動性不對稱和死亡率的影響 雖然已有學者研

2、究了殺蟲劑對豆娘成蟲FA的影響，但是各種環(huán)境壓力相互作用對豆娘稚蟲FA的影響幾乎無人研究。本文探討了非化學因子(溫度)和化學因子(殺蟲劑)對豆娘稚蟲的影響。本文以兩種方式來測量壓力：常用的的生活史特征(如死亡率)和發(fā)育不穩(wěn)定性(用對稱性特征的FA來衡量發(fā)育不穩(wěn)定性)。結(jié)果表明，溫度和不同濃度的殺蟲劑僅僅對一些特征的發(fā)育穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著的影響。在低濃度時，三個特征的FA下降，隨殺蟲劑濃度的增大然后又上升。隨著溫度的升高，四個特征的FA逐漸下

3、降。殺蟲劑和溫度的互作對五個特征產(chǎn)生顯著影響。殺蟲劑對死亡率影響不顯著。溫度越高，死亡率越大。三個特征的FA同死亡率顯著負相關(guān)。雖然沒有發(fā)現(xiàn)殺蟲劑濃度對死亡率的顯著影響，但是本文研究結(jié)果可能同高的死亡率和處理時間短有關(guān)。因此推斷，如果飼養(yǎng)更長時間，可能誘導FA產(chǎn)生。如果保證在有壓力的環(huán)境下飼養(yǎng)足夠長時間，而又沒造成幼蟲大量死亡，F(xiàn)A有可能成為指示壓力的生物指標。 2．殺蟲劑1.8％阿維·吡乳油對低齡白狹扇蟌稚蟲發(fā)育穩(wěn)定性的影響

4、 近年來，淡水系統(tǒng)中農(nóng)藥殘留越來越引起人們的關(guān)注。為了建立水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，有必要測量生物對不同濃度農(nóng)藥的反應。本文通過探討殺蟲劑蚜螨克星(1.8％阿維·吡乳油)對白狹扇蟌低齡稚蟲波動性不對稱和死亡率的影響，結(jié)果表明，不同濃度的蚜螨克星對白狹扇蟌稚蟲死亡率影響差異不顯著。8個特征，僅觸角第3、4節(jié)總長、側(cè)尾鰓長度的波動性不對稱受蚜螨克星濃度影響差異顯著。前足左右腿節(jié)長度之差絕對值與其平均長度顯著負相關(guān)，其余7個特征不顯著負相關(guān)或正相關(guān)

5、。8個特征左右兩側(cè)長度之差絕對值與體長均不相關(guān)。 3．殺蟲劑使用同蟌科稚蟲波動性不對稱變化之間的關(guān)系 本研究用含不同濃度農(nóng)藥峰升(15％殺單·唑磷乳油)的水飼養(yǎng)?？朴紫x一段時間，對其波動性不對稱(FA)和死亡率變化進行統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，農(nóng)藥處理后的稚蟲死亡率顯著大于對照死亡率，但是不同濃度農(nóng)藥處理間的幼蟲死亡率無顯著差異；所測量的7個對稱性特征(前足腿節(jié)長度、前足脛節(jié)長度、中足腿節(jié)長度、中足脛節(jié)長度、后足腿節(jié)長度、后足

6、脛節(jié)長度、前頦寬度)，僅前足脛節(jié)長度的波動性不對稱受農(nóng)藥濃度影響差異顯著，濃度為15×10<'-9>mg/L的農(nóng)藥處理的前足脛節(jié)長度的FA顯著大于2個低濃度FA；所有特征左右兩側(cè)大小之差絕對值與兩側(cè)平均大小、體長無顯著相關(guān)；所有特征左右兩側(cè)平均大小都與體長顯著正相關(guān)；波動性不對稱同死亡率無顯著相關(guān)。因此得出結(jié)論，亞致死劑量的殺蟲劑可以誘導?？浦上x前足脛節(jié)產(chǎn)生波動性不對稱，也就是說，可以將前足脛節(jié)的FA作為監(jiān)測殺蟲劑壓力的一種指標。

7、 4．農(nóng)業(yè)面源污染對蜉蝣稚蟲對稱性特征的影響 通過分析農(nóng)業(yè)面源水污染對兩種蜉蝣稚蟲對稱性特征的影響，得出以下結(jié)論：分布在溪流下游的紅斑似動蜉5個特征(前足腿節(jié)長度、前足腿節(jié)寬度、前足脛節(jié)長度、前足脛節(jié)寬度、前足跗節(jié)長度)的波動性不對稱(FA)顯著小于上游FA，而溪流下游斜紋似動蜉前足脛節(jié)長度的波動性不對稱顯著大于上游FA。又對溪流下游兩種蜉蝣稚蟲的波動性不對稱作了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)斜紋似動蜉前足脛節(jié)寬度的FA顯著大于紅斑似動蜉的F

8、A。由此我們推測，紅斑似動蜉比較耐污染，斜紋似動蜉對水污染相對比較敏感。波動性不對稱的變化不僅同農(nóng)業(yè)面源污染程度有關(guān)，還同指示生物的耐污程度有關(guān)。同樣遺傳背景的生物體在最佳環(huán)境下波動性不對稱變化最小。 5．安吉縣面源水污染對三帶短脈紋石蛾成蟲對稱性特征的影響 通過分析浙江省安吉縣溪流上下游三帶短脈紋石蛾成蟲對稱性特征的變化，結(jié)果表明：三帶短脈紋石蛾成蟲觸角2、3、4節(jié)總長和中足脛節(jié)長度的|R-L|與它們的大小(R+L)/

9、2顯著負相關(guān)；4個采樣點雌雄成蟲一些特征的波動性不對稱Fluctuating asyanmctry (FA)存在顯著差異。點1雄成蟲1個特征前翅第5叉長度FL5的波動性不對稱顯著大于雌成蟲，而點1特征下顎須2、3、4節(jié)總長MPL、點2特征前足脛節(jié)長度TL1、點3特征下顎須2、3、4節(jié)總長MPL、前翅第5叉長度FL5，點4特征觸角2、3、4節(jié)總長AL，雌成蟲波動性不對稱顯著大于雄成蟲；雌成蟲下顎須2、3、4節(jié)總長和觸角2、3、4節(jié)總長的F

10、A下游顯著大于上游；雄成蟲下顎須2、3、4節(jié)總長的FA也是下游大于上游。 6．殺蟲劑處理沼石蛾科幼蟲41天后對其對稱性特征的影響 本研究用含不同濃度殺蟲劑1.8％阿維毗乳油的水處理沼石蛾科幼蟲41天后，對其波動性不對稱變化(FA)和死亡率進行了比較。結(jié)果表明，Limnephilidae sp中足爪長度TCL2的|R-L|與其大小顯著負相關(guān)；19個特征中有18個特征受農(nóng)藥濃度影響差異顯著，除了特征中足爪長度TCL2，其他特

11、征基本都是低濃度波動性不對稱相對對照稍微下降，高濃度農(nóng)藥波動性不對稱大于對照。Bonferroni (Dunn)t tests表明180×10<'-8>mg/L，的殺蟲劑處理的沼石蛾幼蟲死亡率顯著高于對照死亡率，其他兩個濃度的死亡率跟對照和最高濃度的死亡率差異不顯著。Pearson相關(guān)分析表明所有特征的FA與死亡率無顯著相關(guān)?？傊?，雖然低濃度農(nóng)藥可能沒有對沼石蛾幼蟲造成壓力，反而促使對稱性特征更加對稱，但是高濃度農(nóng)藥使得它們的波動性不對

12、稱上升。 7．殺蟲劑處理沼石蛾科幼蟲110天后對其對稱性特征的影響 殺蟲劑稻衛(wèi)(20.2％阿維·唑磷乳油)處理沼石蛾科Limnephilidae sp幼蟲110天后對其對稱性特征的變化作了分析，結(jié)果表明幼蟲任一特征的|R-L|與其大小(R+L)/2無顯著相關(guān)；2個特征(第3腹節(jié)側(cè)面長度ASL和中足爪長度TCL2)受農(nóng)藥濃度影響差異顯著。對于ASL，Bonferroni(Dunn)t Tests檢測到濃度為2.02×10<

13、'-6>mg/L的殺蟲劑處理的波動性不對稱(FA)顯著大于對照的FA。對于TCL2，Bonferroni(Dunn)t Tests檢測到濃度為20.2×10<'-6>mg/L的殺蟲劑處理的波動性不對稱顯著大于2.02×10<'-6>mg/L和對照的FA；不同濃度殺蟲劑處理Limnephilidae sp幼蟲60天、89天、110天后對死亡率的影響差異顯著，濃度為2.02×10<'-6> mg/L的殺蟲劑處理死亡率同對照無顯著差異，但是高

14、濃度死亡率同低濃度差異顯著(P<0.05)，隨著殺蟲劑濃度的增加，死亡率也呈上升趨勢。沒有發(fā)現(xiàn)FA同死亡率之間的關(guān)系?？傊ㄟ^長時間殺蟲劑處理，沼石蛾科幼蟲的一些對稱性狀確實受到了影響。 8．四種新型殺蟲劑對黃色羽搖蚊老熟幼蟲的急性毒性 本研究測定了四種新型殺蟲劑峰升、稻衛(wèi)、蚜螨克星和蔬衛(wèi)對搖蚊科黃色羽搖蚊老熟幼蟲的急性毒性。結(jié)果表明： (1)除了用殺蟲劑峰升處理搖蚊幼蟲24h，不同濃度間存活率無顯著差異外，其

15、余時間段(48h、72h、96h)均存在顯著差異，其他農(nóng)藥在這4個時間段不同濃度間也存在顯著差異。 (2)對于每一種殺蟲劑，將每天不同濃度處理的搖蚊幼蟲存活率結(jié)合起來分析比較發(fā)現(xiàn)，不同時間段搖蚊幼蟲存活率差異顯著。 (3)對于每一時間段，將每種殺蟲劑不同濃度處理的搖蚊幼蟲存活率結(jié)合起來分析比較發(fā)現(xiàn)，殺蟲劑對搖蚊幼蟲影響差異顯著。 (4)峰升、稻衛(wèi)、蚜螨克星、蔬衛(wèi)對搖蚊幼蟲48 h的LC<,50>分別為：0.157

16、3，0.0228，0.0014，0.0041 mg/L。 9．殺蟲劑20.2％阿維·唑磷乳油對黃色羽搖蚊成蟲對稱性特征的影響 本研究用殺蟲劑稻衛(wèi)對黃色羽搖蚊4齡幼蟲作了處理，對成蟲對稱性特征的變化作了詳細的分析，結(jié)果表明：黃色羽搖蚊成蟲兩個特征(前足第3跗節(jié)和第4跗節(jié))長的|R-L|與其大小(R+L)/2顯著負相關(guān)。成蟲4個特征(前足腿節(jié)長FEL1，前足脛節(jié)長TIL1，前足第2跗節(jié)長TAL2，前翅第2叉至邊緣長FOL2)

17、受農(nóng)藥濃度影響差異顯著。 10．殺蟲劑15％殺單·唑磷乳油對黃色羽搖蚊成蟲對稱性特征的影響 本研究用不同濃度的殺蟲劑峰升(15％殺單·唑磷乳油)對黃色羽搖蚊老熟幼蟲作了處理，統(tǒng)計了成蟲羽化率和成蟲對稱性特征的變化，結(jié)果表明：不同濃度殺蟲劑處理幼蟲后對成蟲羽化率的影響差異顯著。濃度為1.2×10<'-4>mg/L的殺蟲劑處理成蟲羽化率同對照無顯著差異，但是高濃度處理成蟲羽化率同對照的成蟲羽化率差異顯著，隨著殺蟲劑濃度的