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微塑料在海洋鱼类中的生态累积机制:基于功能性状与生物指示物种的研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月15日 来源:Journal of Hazardous Materials Advances 5.5
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推荐:本研究针对海洋微塑料(MPs)污染问题,通过分析中国海州湾水域及9种鱼类的MPs富集特征,结合广义线性混合模型(GLMM)揭示了鱼类体长、营养级、迁移类型和口部大小等功能性状对MPs生物富集因子(BCF)的显著影响,并首次提出蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)作为该区域MPs污染的生物指示物种,为海洋生态风险评估提供了新思路。
海洋生态系统正面临微塑料(MPs)污染的严峻挑战。这些直径小于5毫米的塑料颗粒通过食物链传递,已在水生生物体内广泛检出。尤其在半封闭的海州湾,由于水交换能力弱且受沿岸人类活动影响,MPs更易在生物体内累积。然而,鱼类如何通过生态特征调控MPs富集,以及如何选择有效的生物监测物种,仍是亟待解决的科学问题。
中国海洋大学的研究团队在《Journal of Hazardous Materials Advances》发表的研究中,系统采集了海州湾16个站点的水样和252尾鱼类样本(涵盖9个优势种),采用激光直接红外光谱(LDIR)鉴定聚合物类型,结合空间插值分析和广义线性混合模型(GLMM),首次揭示了鱼类功能性状与MPs累积的定量关系。研究发现:
【MPs在海水中的特征】
通过立体显微镜和LDIR检测发现,水体MPs平均丰度为1.19±0.77 items/L,以<1000μm的蓝色纤维为主,主要成分为氯化聚乙烯(CPE)和聚酰胺(PA)。空间分布显示近岸区域污染更严重,与陆地输入源分布一致。
【鱼类MPs累积规律】
93.6%的鱼类胃肠道检出MPs,平均丰度4.62±3.59 items/ind。线性回归显示蓝圆鲹等4种鱼类的MPs浓度与水体显著正相关(p<0.05),表明这些物种对环境MPs变化响应敏感。
【功能性状的影响机制】
GLMM分析表明:
1)营养级每升高1级,BCF降低20.6%(p<0.01),因低营养级鱼类更依赖含MPs的浮游生物;
2)沿岸定居鱼类的BCF比洄游型高17.7%(p<0.001),反映近岸污染的空间异质性;
3)大口型鱼类的MPs富集量显著更高(p<0.05),与摄食策略直接相关。
【生物指示物种选择】
综合生态相关性(R2=0.20)和经济价值,研究推荐中低营养级的蓝圆鲹作为MPs污染监测物种。该鱼种不仅分布广、易采集,其MPs富集水平还能有效反映环境梯度变化。
这项研究创新性地将功能生态学理论应用于MPs污染研究,证实鱼类形态和生态特征可显著调控污染物累积。提出的生物指示物种筛选框架,为建立区域性海洋塑料污染监测网络提供了科学依据。未来需扩大时空尺度验证结论,并联合显微傅里叶红外光谱(μ-FTIR)等更高精度的检测技术,以提升溯源准确性。研究结果对制定差异化的渔业资源保护政策具有重要指导意义,尤其提示需重点关注沿岸低营养级鱼类的生态风险。
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