三种同域水鸟塑料生物载体作用的时空差异及其对湿地生态系统的影响

本研究通过分析白鹳(Ciconia ciconia)、黄腿鸥(Larus michahellis)和黑背鸥(Larus fuscus)的177份反刍颗粒，结合GPS追踪和FTIR技术，首次量化比较了三种水鸟从垃圾填埋场向加的斯湾重要鸟类保护区(CBIBA)运输塑料的时空差异。研究发现2022年共输送512公斤塑料，其中56%由黑背鸥贡献，揭示了多物种研究对评估生物载体环境影响的必要性，为湿地塑料污染治理提供新视角。

　　

在人类活动加剧的背景下，塑料污染已成为全球性环境问题。传统研究多关注风力、河流等非生物载体对塑料的传输，而生物载体尤其是鸟类的作用长期被忽视。近期研究发现，鸟类通过"生物载体作用(biovectoring)"将大量塑料从垃圾填埋场运输至自然栖息地，形成污染热点。然而现有研究多局限于单一物种，难以全面评估生态影响。

西班牙多尼亚纳生物站(Estación Biológica de Do?ana EBD-CSIC)的研究团队在《Environmental Research》发表创新性研究，首次对三种同域水鸟——白鹳(WS)、黄腿鸥(YLG)和黑背鸥(LBBG)的塑料生物载体作用进行系统比较。研究人员选择加的斯湾重要鸟类保护区(CBIBA，152km²)为研究对象，该区域包含潮间带泥滩和盐田，是候鸟重要的觅食和栖息地，附近两处露天垃圾填埋场(Verinsur和Miramundo)成为鸟类塑料摄入的主要来源。

研究采用多学科交叉方法：收集177份新鲜反刍颗粒(WS 42份、LBBG 61份、YLG 74份)，通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)鉴定塑料聚合物；结合GPS追踪数据(2013-2024年跨越德国、比利时等多国种群)建立每日塑料负荷模型；运用多元对应分析(MCA)比较塑料特征差异。关键技术包括：(1)颗粒干重测量与0.5mm筛网分选；(2)ImageJ软件量化塑料尺寸和LAB色度值；(3)核密度估计法绘制空间分布热图；(4)成分分析处理分类数据。

研究结果揭示多个重要发现：

3.1 反刍颗粒中的塑料含量

白鹳单个颗粒含塑料量最高(中位数0.14g)，显著高于黄腿鸥(0.034g)和黑背鸥(0.026g)。负二项回归显示白鹳和黑背鸥颗粒中塑料颗粒数显著多于黄腿鸥(p<0.01)。FTIR确认聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)占主导(占全球塑料产量的45%)，白鹳颗粒中特有的硅树脂(PDMS)含量达14%，可能与蚯蚓摄食行为相关。

3.2 物种间塑料组成差异

多元对应分析发现，鸥类运输更多薄膜状和大尺寸塑料(>2.5cm)，而白鹳主要携带深色硬质碎片(p<0.01)。尺寸谱分析显示黑背鸥携带更多<1mm的微塑料，可能对滤食性生物造成更大风险。颜色分析采用Martí等(2020)的LAB转换方法，发现白鹳颗粒塑料的明度显著低于鸥类(p<0.01)，表明其更易运输抗降解的深色塑料。

3.3 垃圾填埋场使用模式

白鹳对垃圾填埋场的依赖度最高(78%个体每日往返)，其次为黄腿鸥(88%)和黑背鸥(90%)。黑背鸥更倾向使用距离较远的Miramundo填埋场，符合节能策略。通过LOESS平滑处理(span=0.4)的日负荷模型显示，黑背鸥冬季种群峰值(9124只)单日输送2.83kg塑料，占年总量的56%。

3.4 空间分布特征

核密度分析(1公顷/像素分辨率)显示物种间空间重叠有限：白鹳-黑背鸥重叠24.16%，黄腿鸥-黑背鸥22.27%，而白鹳-黄腿鸥仅10.41%。黄腿鸥繁殖季塑料主要沉积在北部巢区(1095对繁殖个体)，证实巢材使用是另一污染途径。

这项研究突破性地证明：不同水鸟通过差异化机制影响塑料分布。虽然白鹳个体运输量更大，但黑背鸥的种群优势使其成为主要生物载体(年输送284.92kg)。研究建立的"每日塑料负荷模型"可推广应用于其他物种，建议采用质量而非颗粒数作为标准化指标。实践意义包括：(1)验证欧盟1999/31/UE指令关闭露天填埋场的必要性；(2)提出有机废物与塑料分选等缓解措施；(3)警示塑料关联污染物(如抗生素抗性基因)的次级传播风险。

该成果为理解生物载体在塑料循环中的作用提供新范式，强调多物种研究的必要性——正如通讯作者Andy J. Green指出："没有单一物种能作为环境哨兵预测整体模式"。未来研究可拓展至塑料添加剂对鸟类的健康影响，以及跨营养级的微塑料传递机制。