《The European Zoological Journal》：Influence of fertilization and the concentration of antibiotics in the soil in the big river valley (NE Poland) on breeding success and condition of adult Red-backed Shrike Lanius collurio
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血液学指标常被用作生态学中环境压力的指示因子。该研究探讨了草地施肥类型与土壤抗生素浓度同鸟类繁殖成功率及成鸟状况之间的关系。研究人员记录到，施用牛粪肥的草地以及纳入农业环境计划但位于河流附近的粗放管理草地，其土壤抗生素浓度显著高于施用矿物肥料的草地。研究人员推
血液学指标常被用作生态学中环境压力的指示因子。该研究探讨了草地施肥类型与土壤抗生素浓度同鸟类繁殖成功率及成鸟状况之间的关系。研究人员记录到，施用牛粪肥的草地以及纳入农业环境计划但位于河流附近的粗放管理草地，其土壤抗生素浓度显著高于施用矿物肥料的草地。研究人员推测，靠近河流的草地土壤中抗生素的高积累是由于洪水河谷中地表径流将药物随水运输所致。血液学参数（包括葡萄糖、血红蛋白、血细胞比容、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞、异嗜性粒细胞、淋巴细胞、H:L比值），与此前报道的雏鸟间差异相反，在不同类型草地间未显示显著差异，这可能源于成鸟更强的稳态（homoeostasis）维持能力。血红蛋白、嗜碱性粒细胞百分比及H:L比值与鸟类体况及其领域距河流的距离相关。研究还发现不同配对鸟类间繁殖成功率存在显著差异。雏鸟H:L比值较高的巢中，育雏损失更为频繁。该研究表明，与粪肥施用及畜禽养殖中抗生素大量使用相关的集约化农业利用，可能导致抗生素在土壤中积累，进而影响生态系统的持续功能与生物生存。研究结果强调，有必要在保护计划中关注这一问题。
该研究发表于《The European Zoological Journal》，旨在探讨波兰东北部纳雷夫河（Narew River）河谷洪泛区湿地中，不同施肥类型及土壤抗生素浓度对红背伯劳（Lanius collurio）成鸟生理状况及繁殖成功率的影响。研究背景源于此前同一研究团队发现的矛盾现象：尽管纳入农业环境计划的粗放管理湿地理论上应具较高生境质量，但该处红背伯劳雏鸟却表现出与集约粪肥草地雏鸟相似的血液学应激特征。为解释这一现象，研究人员提出假设，即兽药抗生素可能通过地表及土壤径流在河谷湿地中迁移累积，并通过食物链间接影响鸟类。
研究区域位于波兰东北部纳雷夫河谷"Bagno Wizna"特别保护区（SPA），总面积13.2 km2，包含133块草甸样地。研究人员按管理强度将其分为三类：每年刈割一次的粗放管理草地（面积约5.3 km2）、每年刈割2-4次并施用矿物肥料的集约管理草地（面积约5.8 km2）、以及每年刈割超过2次并施用牛粪浆的集约管理草地（面积约2.1 km2）。
研究采用的主要技术方法包括：2015至2020年的野外繁殖监测与成鸟捕捉采样；通过GPS定位记录巢址，采用
测绘法（mapping method）标记鸟类领域；使用人体测量学指标（翅长、跗蹠长、体重）计算两个体况指数（resBCI1：体重/跗蹠长；resBCI2：体重/翅长）；采集血液样本测定血红蛋白（HemoCue HB 201+分析仪）、血糖（HemoCue Glucose 201+分析仪）、血细胞比容（Haematokrit 200离心机）及白细胞分类计数（Hemacolor染色法计算H:L比值）；从24块草甸（10块粪肥、9块粗放、5块矿物肥料）采集土壤样本，采用Polutest?MS试剂盒结合光谱光度法（λ=400 nm）及液相色谱-串联质谱联用（LC-MS/MS，Waters Alliance 2695-Quattro micro API MS）测定土壤抗生素浓度，以四环素为标准曲线；采用Shapiro-Wilk检验、Levene检验、Kruskal-Wallis检验、Dunn多重比较、多项式回归、广义线性模型（GLM）及混合广义线性模型等统计方法，以AICc准则选择最优模型，并以Kenward-Roger法估计自由度。
研究结果部分，"土壤抗生素含量"显示：土壤抗生素浓度范围为3.18-662.61 μg/kg；矿物肥料草地显著低于粪肥草地及粗放管理草地（Kruskal-Wallis检验：H=15.406，p=0.0005）；粪肥与粗放管理草地间无显著差异，但方差差异大（粪肥方差55,902 vs. 粗放方差18,715）；抗生素浓度与距河流距离呈"U"形关系，近河（<1000 m）及远河粪肥施用区域浓度均较高。广义线性模型表明，粪肥施肥是增加土壤抗生素浓度的最强因子。
"不同草地类型的体况与生理参数"部分显示：雌雄成鸟生理参数无显著差异，但雌性体况指数高于雄性；体况指数与H:L比值显著负相关，resBCI1还与血红蛋白水平正相关；模型未发现体况指数与其他变量的相关性，但粗放管理草地的resBCI1和resBCI2最高，矿物肥料草地最低；血红蛋白、血细胞比容在不同施肥类型间无显著差异，血糖亦无显著变异但呈现粗放管理草地最高、矿物肥料草地次之、粪肥草地最低的趋势；血红蛋白水平随距最近邻巢距离缩短而显著增加（固定系数=-0.021，p=0.029）；嗜碱性粒细胞比例取决于体况及距河流距离，体况恶化时嗜碱性粒细胞比例增加（固定系数=-0.157，p=0.019），距河流越远比例亦越高（固定系数=0.001，p=0.026）；淋巴细胞比例在粗放管理草地最低、异嗜性粒细胞最高，但差异未达显著性；H:L比值显著依赖于体况（固定系数=-0.065，p=0.027）及距河流距离（固定系数=-0.0003，p=0.045），体况恶化及领域靠近河流时H:L比值升高。
"繁殖成功率"部分显示：育雏损失主要依赖于雏鸟H:L比值及窝仔数，H:L比值较高及窝仔数较大的巢中损失更频繁。
讨论部分，研究人员首先确认了其先前研究的假设，即纳雷夫河洪泛区湿地红背伯劳雏鸟生理状况恶化源于环境中释放的兽药造成的胁迫。研究证实粪肥施肥草地土壤抗生素浓度最高，但近河粗放管理草地同样具有高浓度，推测这是由于药物随洪水河谷地表径流运输所致。研究人员指出，集约管理草地因频繁刈割及土壤干燥可能降低抗生素含量，而粗放管理草地因植被结构多样、湿度高，可能截留随径流迁移的抗生素。抗生素可通过植物吸收进入陆生食物网，相关人员指出植物可从灌溉水中摄取抗生素，增加了生物累积风险风险。研究引用多个食物网累积案例，包括太湖研究中发现24种抗生素在鱼类组织中累积，且肉食性鱼类肝脏浓度高于杂食性及浮游生物食性鱼类；湿地水陆食物网中联结的抗生素营养转移及生物放大现象；以及蚯蚓对环丙沙星和阿奇霉素的累积实验。研究人员推测，红背伯劳的昆虫猎物（包括土壤或水中发育的昆虫幼虫及蛹）可能同样累积抗生素，但需进一步研究。
关于成鸟与雏鸟响应差异，研究人员认为成鸟具有更强的生理抗性、完善的免疫系统及稳态补偿机制，使其血液参数和体况保持相对稳定，导致统计上不显著。体况指数模式与雏鸟相似，粗放管理草地最高，这与无脊椎食物资源更丰富一致。但尽管营养条件良好，粗放管理草地成鸟的H:L比值仍最高，提示长期环境胁迫，研究人员排除饮食因素后，推测可能与抗生素暴露有关。研究人员还指出，异嗜性粒细胞增加可能反映对毒素的炎症反应、疾病过程或免疫系统高效应答，但不能排除高抗生素浓度草地雏鸟可能存在健康问题。
研究结论部分翻译如下：抗生素在环境中的出现已因其对生态系统和人类健康的潜在危害而受到全球关注。迄今研究表明，通过粪肥进入环境的养牛业抗生素可导致严重的生态后果。本研究关于纳雷夫河洪泛区抗生素对红背伯劳机体、生理状况及繁殖成功率影响的研究表明，需要寻找有效的保护策略以解决粪肥施用及抗生素向环境输送的问题。在位于洪泛河河谷的草地类型生境保护中，这一问题可能相当重要。当前的自然保护或多样性支持形式并未预见和涵盖我们所描述的影响和风险。因此，研究人员认为保护形式还应包括监测水和土壤质量，以及系统监测环境中抗生素的存在，包括地表水和土壤。参照Kümmerer（2009）的研究，值得强调有助于减少抗生素环境影响的方法，如田间施用前处理动物粪肥和粪浆的方法、替代性疾病治疗手段，以及最重要的是，精准、合法且合理的抗生素使用。减少含抗生素的动物粪便生物质向环境的移动可能具有挑战性，因为它们对营养网络（包括与土壤微生物组的相互作用）有不同影响。Chee-Sanford等人的研究调查了粪肥施用后抗生素及抗生素抗性基因在土壤和地下水中的命运，表明施用含抗生素的粪浆会增加土壤和水体中抗生素抗性基因的数量，可能增加环境中抗生素抗性细菌传播的风险。一个新的发现是，生活在人类附近的野生鸟类更可能携带对重要抗生素具有抗性的细菌（Mourkas等人，2024）。本研究结果以及尤其由此产生的问题表明，有必要将此类研究扩展到其他鸟类物种及新方面。
