南极同域海鸟汞污染及南极生态系统健康风险研究

为探究南极生态系统汞（Hg）污染威胁，研究人员以褐贼鸥和南极贼鸥为对象，检测其红细胞总 Hg（THg）浓度及碳（δ13C）、氮（δ15N）稳定同位素。发现南极贼鸥 THg 更高，与食性和迁徙有关，且目前健康风险低，为南极污染研究提供重要数据。

　　

在地球最南端的冰雪世界，看似纯净的南极生态系统正面临着看不见的威胁。汞（Hg）作为一种具有全球毒性的重金属，尽管南极远离工业污染源，但其通过大气长距离传输、生物载体迁移等途径，悄然侵入南极食物链。海鸟作为南极食物网中的中高营养级生物，其体内汞的富集情况直接反映着生态系统的健康状态。然而，不同海鸟物种间汞污染水平差异的驱动因素、区域污染程度对比以及潜在健康风险等问题，仍亟待解答。

为揭开这些谜团，来自多个研究机构的科研团队（文中未明确第一作者单位为国内或国外，根据内容推测涉及国外机构）针对南极乔治王岛（King George Island）的褐贼鸥（Stercorarius antarcticus lonnbergi）和南极贼鸥（S. maccormicki）展开研究。该研究成果发表在《Environmental Research》，旨在明确乔治王岛海鸟汞污染现状、驱动因素及健康风险，为南极生态保护提供科学依据。

研究采用了以下关键技术方法：

1. 样本采集与处理：在 2022/23 和 2023/24 繁殖季，采集两种贼鸥的血液样本，离心分离红细胞并冻干保存。
2. 汞浓度测定：使用高级汞分析仪（AMA-254）测定红细胞总汞（THg）浓度，以干重（dw）计。
3. 稳定同位素分析：通过同位素比值质谱仪测定红细胞 δ¹³C 和 δ¹⁵N 值，推断食性和营养级。
4. 统计建模：利用线性混合效应模型（LMMs）分析物种、性别、年份等因素与 THg 浓度的关系。

3.1 汞污染的驱动因素

研究对 44 只褐贼鸥和 50 只南极贼鸥的红细胞 THg 分析显示，南极贼鸥 THg 浓度（3.85±2.99 μg g^-1 dw）显著高于褐贼鸥（1.67±1.25 μg g^-1 dw）。模型表明，物种差异、性别和 δ¹⁵N 值是主要驱动因素：

• 物种差异：南极贼鸥更多依赖中上层鱼类（如南极灯笼鱼），其栖息地的低氧环境促进汞甲基化，导致更高富集。此外，南极贼鸥跨赤道迁徙至北半球高污染区域的 “携带效应” 也可能推高其 THg 水平。
• 性别差异：雄性 THg 浓度高于雌性，推测与雌性产卵时将汞转移至卵中进行排泄有关。
• 营养级关联：THg 浓度与 δ¹⁵N 呈正相关，印证了汞在食物链中的生物放大作用，捕食高营养级猎物（如企鹅卵、风暴海燕）的个体汞含量更高。

3.2 鸟类毒性基准比较

将 THg 浓度转换为全血湿重（ww）后与毒性基准对比发现：

• 褐贼鸥：46% 无风险，52% 低风险，2% 中度风险，无高或严重风险个体。
• 南极贼鸥：8% 无风险，76% 低风险，16% 中度风险，同样未出现高风险个体。整体表明，乔治王岛贼鸥目前面临的汞相关健康风险较低。

4. 讨论与意义

研究揭示了南极海鸟汞污染的空间异质性，乔治王岛褐贼鸥 THg 水平高于南极半岛霍普湾（Hope Bay），但低于南奥克尼群岛等地，这与纬度梯度上汞污染从南极向亚南极递增的趋势一致，可能与中上层水域汞甲基化效率、食物链长度等因素相关。食性差异是种间污染水平分化的核心机制 —— 南极贼鸥对中上层鱼类的偏好使其暴露于更高汞风险，而褐贼鸥更杂食的食性（如摄食企鹅卵、磷虾等）稀释了污染负荷。

尽管当前毒性基准显示风险较低，但研究强调需警惕长期累积效应。例如，南极半岛霍普湾的褐贼鸥已被证实汞污染与免疫指标、肝脏功能异常及卵体积减小相关。此外，硒（Se）对汞毒性的拮抗作用未在本研究中评估，未来需结合汞硒摩尔比进一步分析风险。

这项研究为南极生态系统的汞污染监测提供了关键基线数据，证实了食物链结构和迁徙行为对污染物富集的重要性，也为《水俣公约》框架下南极污染防控提供了科学支撑。随着全球汞排放管控的推进，持续追踪南极顶级捕食者的汞动态，对于守护这片 “净土” 的生态平衡具有深远意义。