《Science of The Total Environment》:Microplastic ingestion and distribution in demersal fishes reveals wetland sink dynamics in the Agusan Marsh Wildlife Sanctuary, Philippines
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摘要微塑料(MP)在菲律宾淡水湿地的分布记录仍然很少,尽管它们潜在地充当 MP 汇的作用。当前研究评估了阿古桑沼泽内选定区域表面水和沉积物中两种入侵底栖物种,Pterygoplichthys spp. 和 Channa striata,对 MP 的摄入情况。使用衰减全反射傅里
摘要
微塑料(MP)在菲律宾淡水湿地的分布记录仍然很少,尽管它们潜在地充当 MP 汇的作用。当前研究评估了阿古桑沼泽内选定区域表面水和沉积物中两种入侵底栖物种,Pterygoplichthys spp. 和 Channa striata,对 MP 的摄入情况。使用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)进行聚合物鉴定。计算了各站点的污染负荷指数(PLI)。在所有检查的鱼类(n = 60)中均回收到了 MP,在 30 个表面水样本和 29 个沉积物样本中也回收到了 MP。在鱼类中发现的 1314 个疑似微塑料(SMPs)中,491 个物品(37.4%)被确认为塑料,包含 12 种聚合物类型。Pterygoplichthys spp. 显示出最高的摄入量,在 PLS 中平均每个个体 12.2 个物品,最高达 30 个物品。回收到的环境样本中 98.3% 发现了 MP 物品;在 487 个 SMPs 中,317 个(64.7%)为塑料,包含 23 种聚合物类型。表面水和沉积物中回收到的 MP 在图诺湖(Lake Tugno)最高,分别为 102 个物品(平均 340 ± 36.3 MP m?3)和 87 个物品(平均 38.67 ± 5.49 MP kg?1)。总体而言,鉴定出 34 种聚合物类型,其中乙烯 - 乙酸乙烯酯(EVA)在鱼类中占主导地位,而环境样本中为人造丝(Rayon)。观察到五种形态:纤维、丝状物、薄膜、碎片和颗粒。纤维在鱼类中常见(57.1%),而碎片在环境基质中常见(41.3%)。观察到十九种颜色;黑色最丰富。MP 尺寸范围为 23 至 4709 μm,其中 101–500 μm 最常见。PLI 值表明所有环境样本均存在轻微污染(危险级别 I),表明生态风险较低。当前研究重申了 MP 渗透到 AMWS,入侵底栖鱼类作为良好的生物指示物。作为阿古桑河中央盆地的 AMWS 充当 MP 汇和营养暴露途径,这危及了生态系统完整性,强调了菲律宾固体废物管理缺乏有力和选择性实施,这源于其疲软的经济。
引言
微塑料(MPs)是微小且无处不在的塑料颗粒,源于大塑料的降解,因此通过意外摄入影响野生动物和人类(Browne et al., 2011)。Thompson et al. (2004) 首次在海岸线和水柱中报告了环境中 MPs 的出现和存在,被描述为大小 50 μm。这一术语已扩展用于描述所有不超过 5 mm (5000 μm) 的塑料碎片(Hidalgo-Ruz et al., 2012; Li et al., 2018)。在菲律宾,对塑料污染日益增长的关注促使实施了几项政策倡议,包括《生产者责任延伸(EPR)法》(共和国法案第 11898 号)、拟议的《微塑料禁令法案》以及对一次性塑料的限制。虽然这些措施主要旨在减少塑料垃圾产生并改善废物管理,但已经存在于水生环境中的微塑料仍然是一个重大挑战。环境中管理不善的塑料碎片的持续破碎,特别是水体中的碎片,凸显了需要进行实证调查,以提供关于微塑料在菲律宾淡水生态系统中发生、特征和生态影响的基准数据。2010 年,菲律宾在 192 个国家中管理不善的塑料废物估计量排名第三,估计每年为 188 万公吨(Jambeck et al., 2015),然而关于菲律宾湿地中 MP 污染分布和影响(通过生物摄入)的研究发表很少。截至 2025 年,关于菲律宾北部淡水生物群系中 MP 出现的正在兴起的研究(Osorio et al., 2021; Arcadio et al., 2023; Espiritu et al., 2023)以及棉兰老岛北部的一些地区(Navarro et al., 2022; Similatan et al., 2023; Banda et al., 2024),然而只有两项发表的研究是在淡水湿地环境中(Felicitas et al., 2025; Delara et al., 2025)。这仅意味着棉兰老岛的淡水湿地在 MP 污染方面仍存在疑问。
阿古桑沼泽野生动物保护区(AMWS;拉姆萨尔湿地)是一个受保护地区,也是阿古桑河流域的天然集水盆地,是东南亚广阔的沼泽地之一。由于其国际重要性,该沼泽被认为是卡拉加地区和菲律宾生态上重要的湿地生态系统之一,拥有约占全国淡水资源的 15%(以沼泽森林形式),并充当天然防洪控制。由于其自然隔离的地貌,一些地区难以获得清洁水,几乎没有正式的废物管理系统。大多数渔民习惯于使用基于塑料的捕鱼陷阱(例如,基于尼龙的渔网、绳索、聚苯乙烯泡沫和 PVC 管),一些浮动房屋利用河水进行洗衣、洗澡,甚至在水絮凝剂的帮助下进行烹饪。这些习惯性做法不是大量塑料碎片进入这些地区的唯一入口点,使得这些地区成为 MP 评估的良好场所。
外来入侵物种(IAS)是生物多样性下降的关键因素,特别是在淡水环境中,它们的引入破坏了栖息地,导致捕食、与本土物种竞争和生物同质化;然而,这些物种被观察为 MP 摄入的良好指示物。Channa striata 和 Pterygoplichthys spp. 都是在阿古桑沼泽高度入侵的物种,有多项已发表的研究使用这些物种作为 MP 生物指示物种(Angulo-Olmos et al., 2023; Hermana et al., 2025; Espiritu et al., 2023)。C. striata(当地称为 haluan)是食肉动物,在医学和消费方面具有经济意义。而 Pterygoplichthys ssp.(俗称清道夫鱼)具有食草和杂食倾向(Hossain et al., 2018)。菲律宾淡水中引入的 Pterygoplichthys 种群通常包含形态相似的物种和推定杂交种,通常被视为干扰当地渔业的入侵鱼类,因为它们坚硬的身体装甲和尖锐的鳍刺会损坏渔网(Jumawan and Seronay, 2017)。
本研究旨在对底栖鱼类和环境影响样本中回收的 MP 物品进行表征(关于聚合物类型、形态类型、尺寸范围和颜色),描述 MP 污染在各样本和站点间的分布,并评估污染负荷指数及其潜在的生态影响。这是为了创建关于卡拉加地区最大湿地的 MP 污染的基本信息,以锚定相关政策,至少改善当地塑料废物管理,特别是在菲律宾 AMWS 内部。
章节摘要
研究区域描述
阿古桑河是菲律宾第三大河,是主要的排水系统,涵盖了从达沃德奥罗地区东南部到卡拉加地区西北部的广大市镇。阿古桑河流入位于棉兰老岛东部的阿古桑河流域。该流域分为三个扇区,阿古桑沼泽野生动物保护区(AMWS)位于阿古桑德尔苏尔省,构成了中央盆地(111,540 公顷)。
鱼类形态测量
本研究共检查了 60 条鱼,所有研究站点的 MP 摄入发生率均为 100%。两个物种的湿重和总长度在各湖泊间有所不同,从 PLS 收集的个体对于两个物种而言通常体型更大。在 PLS,Pterygoplichthys spp. 的平均湿重为 559 g (±38.9),平均总长度为 40.1 cm (±0.91),而 C. striata 的平均湿重为 596 g (±29.6),平均总长度为 41.1 cm (±0.88)。皮尔逊
结论
本研究证实了 MPs 广泛存在于 AMWS 内湖型湿地中收集的底栖鱼类、表面水和沉积物中。MPs 在所有鱼类胃肠道、表面水和沉积物样本中持续被检测到,证实了广泛的环境污染。根据结果,观察到 100% 的 MP 摄入率,食草性的 Pterygoplichthys spp. 表现出最高的摄入率,无论是每个体还是每克组织。
CRediT 作者贡献声明
Roland Care B. Burdeos: 写作 – 审查与编辑,写作 – 原稿,调查,形式分析,数据整理。Joycelyn C. Jumawan: 写作 – 审查与编辑,写作 – 原稿,可视化,验证,监督,资源,项目管理,方法论,调查,形式分析,数据整理,概念化。Giovanni Felicitas: 调查,形式分析,数据整理。Roland Gier Delara: 调查,形式分析。Ethel Keleste: 形式分析
资金来源
本研究由 菲律宾科学技术部——国家研究委员会(DOST-NRCP;项目编号 E-255)资助。
致谢
我们感谢卡拉加环境与自然资源部和阿古桑沼泽野生动物保护区保护区管理局(PAMB)、保护区管理办公室(PAMO)允许收集鱼类和环境影响样本(表面水和沉积物)。作者衷心感谢工程师 Jayson V. Jamelo,为准备研究区域地图并基于我们的数据对环境基质提供空间数据可视化的技术援助。作者也感谢当地政府部门
Roland Care B. Burdeos|Joycelyn C. Jumawan|Giovanni Felicitas|Roland Gier Delara|Ethel Keleste|Temmy P. Vales|Felmer S. Latayada|Romell A. Seronay|Sherley Ann T. Inocente|Marybeth Hope T. Banda|Rey Y. Capangpangan
卡拉加州立大学,数学与自然科学学院,生物系,Ampayon, Butuan City, 8600, 菲律宾