意大利中部海岸环境中重新引入鹗种群的长时期生态毒理学评估:综合方法揭示污染物动态与种群健康

【字体: 时间:2025年07月28日 来源:Science of The Total Environment 8.2

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  为解决濒危鹗(Pandion haliaetus)种群在重新引入过程中的生态毒理学风险问题,研究人员对意大利中部海岸55只野生雏鸟开展长达8年(2015-2022)的综合监测。通过非破坏性血液和羽毛采样,整合痕量元素(Se、Cu、Hg等)、持久性有机污染物(POPs)分析与遗传毒性生物标志物,结合GPS追踪等行为指标,发现Se(4.5±2.1 mg/kg dw)和Cu(11.5±2.7 mg/kg dw)为主要污染物,PCB153等有机氯化合物占PCBs总量的40%。研究为濒危物种保护提供了创新的生态毒理学监测框架,强调长期整合性评估对保护策略制定的重要性。

  

在地中海地区,鹗(Pandion haliaetus)这一处于水生食物链顶端的猛禽曾经历种群急剧衰退,其重新引入项目的成功与否直接关系到沿海生态系统的健康评估。作为环境变化的"哨兵物种",鹗通过生物放大作用积累污染物,但针对欧洲重新引入种群的长期生态毒理学研究长期空白。更关键的是,传统监测多依赖破坏性采样,难以应用于濒危物种,而痕量元素与有机污染物的协同效应、亚致死毒性对种群建立的潜在影响机制尚未阐明。

中国科学院生态环境研究中心的研究团队在《Science of The Total Environment》发表的研究,创新性地采用非破坏性采样与多指标整合方法,对意大利中部海岸5个巢区的55只野生雏鹗进行8年追踪。通过标准化采集血液和羽毛样本,结合GPS空间追踪技术,系统评估了重金属(Hg、Cd、Pb、Se、Cu)、持久性有机污染物(PCBs、DDTs)的暴露水平,并首次在该物种应用红细胞核异常(ENA)和白细胞分类计数(WBCs)等生物标志物分析。

研究主要采用原子吸收光谱法测定痕量元素,气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)分析29种PCB同系物和DDT代谢物,通过Giemsa染色进行ENA检测和WBC分类计数。空间分析采用R语言adehabitatHR包计算95%核密度估计(KDE)的家域范围。

研究结果揭示:1)污染物分布特征:Se在血液中浓度最高(4.5±2.1 mg/kg dw),羽毛中Cu占主导(11.5±2.7 mg/kg dw),Hg在Orbetello Lagoon(ORB)巢区显著偏高。2)有机污染物谱系:PCB153>PCB138>PCB180构成PCBs总量的主要组分(39.93%),pp'DDE占DDTs的15-63%。3)生物标志物响应:微核频率仅0.4±1.1‰,异嗜细胞/淋巴细胞比率(H:L)为1.3±0.6,且与跗骨长度呈负相关。4)空间差异:GPS追踪显示成鸟取食范围局限(6.4±5.3 km2),证实羽毛污染物反映局部暴露特征。

该研究通过建立非破坏性生物监测的金标准,证实当前污染物水平尚未威胁种群生存,但特定巢区(ORB、MRP)的Hg、Se异常需持续关注。创新性地发现Se与个体发育的正相关(r=0.59)暗示其对Hg毒性的拮抗作用,而H:L比率与生长指标的负相关为应激评估提供新指标。研究为《生物多样性公约》提出的物种重引入监测提供了可推广的范式,其整合生理学、空间生态学和毒理学的框架,对全球濒危捕食者的保护具有里程碑意义。特别值得注意的是,这是首次在欧洲重新引入鹗种群中证实DDTs降解产物仍持续存在,为《斯德哥尔摩公约》的区域实施效果评估提供了直接证据。

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