综述：蚯蚓作为生物指示剂评估土壤重金属污染的文献计量分析与研究进展

（编辑推荐）本综述通过文献计量学（Bibliometrics）分析近20年1068篇文献，系统阐述蚯蚓作为生物指示剂（Bio-indicator）在土壤重金属（Zn/Cu/Cd/Pb等）污染评估中的核心作用，聚焦生物有效性（Bioavailability）、毒性机制（Toxicological mechanisms）及新兴热点（肠道微生物群、生物炭等），为生态风险评价（Ecological Risk Assessment）提供创新视角。

　　

Abstract

蚯蚓因其对污染物的高敏感性成为评估土壤污染的优质生物指示剂。通过Web of Science数据库分析近20年研究，VOSviewer和Bibliometrix工具揭示锌（Zn）、铜（Cu）、镉（Cd）和铅（Pb）是与蚯蚓相关研究最广泛的重金属。核心研究方向包括重金属的生物积累（Bioaccumulation）、毒性效应及机制，近年关注肠道微生物群（Gut microbiota）、生物炭（Biochar）、微塑料（Microplastics）和气候变化对蚯蚓-重金属互作的影响。

Introduction

土壤重金属污染是全球性环境问题，14%-17%农田表层土壤存在至少一种重金属超标。传统风险评估方法（如DRA、SSD）依赖复杂模型且易高估/低估风险，而蚯蚓通过直接接触土壤、稳定栖息习性和金属富集能力，成为反映污染物长期生态风险的理想生物指示剂。其行为、生理及分子响应可作为重金属毒性生物标志物（Biomarkers）。

Methodology

基于Web of Science数据库（2004-2024年），检索策略为TS=((earthworm) AND (soil) AND (heavy metal))，筛选1068篇文献进行计量分析。

Publications, hotspots, and research trends

2004-2023年相关研究呈3倍增长，中国、美国和印度为发文量前三国家。高频关键词聚类显示四大热点：

1. 重金属毒性机制：如氧化应激（Oxidative stress）、基因表达（Gene expression）；
2. 修复技术：生物炭、植物-蚯蚓联合修复（Phytoremediation）；
3. 新兴污染物：微塑料与重金属复合效应；
4. 环境因子：pH、有机质（OM）对生物有效性的调控。

Interactions between soil heavy metals and earthworms

蚯蚓通过表皮吸收和摄食途径富集重金属，其毒性响应分为三级：

• 行为层面：回避反应（Avoidance behavior）、生长抑制；
• 细胞层面：溶酶体膜稳定性（Lysosomal membrane stability）下降；
• 分子层面：金属硫蛋白（Metallothionein, MT）基因上调。
  肠道微生物群通过代谢转化（如Cd²⁺还原）缓解毒性，而生物炭通过孔隙吸附降低重金属迁移性。

Conclusions and future outlooks

当前瓶颈包括：

1. 缺乏标准化蚯蚓毒性测试协议；
2. 复合污染（如微塑料+重金属）效应数据不足；
3. 野外验证与实验室数据的差异。未来需结合组学技术（如宏基因组学）解析蚯蚓-微生物-重金属互作网络，并开发动态风险评估模型（Dynamic Risk Assessment）。

（注：全文严格基于原文缩编，未新增观点或数据）