《Journal of Hazardous Materials Advances》：Substrate and seasonality shape invertebrate assemblages fouling marine plastics: implications for dispersal potential
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海洋环境中塑料的持续累积对生物多样性构成重大威胁，其中包括通过漂流（rafting）促进物种扩散，进而可能导致生物入侵。研究人员探究了塑料类型和季节性如何影响巴塞罗那海岸线（西地中海）搁浅塑料上的动物污损群落，并评估了最丰富分类单元螺旋虫亚科（Spirorbi
海洋环境中塑料的持续累积对生物多样性构成重大威胁，其中包括通过漂流（rafting）促进物种扩散，进而可能导致生物入侵。研究人员探究了塑料类型和季节性如何影响巴塞罗那海岸线（西地中海）搁浅塑料上的动物污损群落，并评估了最丰富分类单元螺旋虫亚科（Spirorbinae）对塑料的利用情况。在2023年11月至2024年4月期间，六次采样活动共采集到8,045件塑料物品，其中207件附着有1,343个污损标本，隶属于四个门（环节动物门（Annelida）、苔藓动物门（Bryozoa）、节肢动物门（Arthropoda）和软体动物门（Mollusca））的24个分类单元。龙介虫科（Serpulidae）是最主要的污损分类单元。三种苔藓虫物种（Aetea longicollis、Schizoporella unicornis 和 Cellepora pumicosa）首次被记录于塑料上，同时还鉴定出三种非本地物种（Celleporaria brunnea、Arbopercula angulata 和 Watersipora subtorquata），以及隐存种 Bugula neritina。塑料属性影响了污损群落，在较大且坚硬的塑料上观察到更高的多样性指数。研究人员发现了螺旋虫亚科（Spirorbinae）对泡沫塑料（具有高浮力的底质）的非随机利用证据，这可能增强其扩散能力，尤其是考虑到它们短暂的浮游幼虫期。季节性对物种组成的影响较小：仅限于单一季节的分类单元通常较为罕见，而常见分类单元在整个研究期间持续出现。然而，塑料特征存在季节性变化，泡沫塑料在春季更为丰富。总体而言，研究结果突显了底质特征、物种特异性塑料利用以及塑料可用性季节性变化在塑造污损群落方面的复杂相互作用，从而增进了研究人员对塑料如何促进非本地物种扩散的理解。
**研究背景与意义**
海洋塑料污染已成为全球性环境问题，大量塑料垃圾进入海洋生态系统，对生物多样性构成多重威胁。除摄食、缠绕等物理危害外，塑料凭借其浮力和耐久性，可充当海洋生物远程漂流（rafting）的底质，从而促进物种扩散，增加生物入侵风险。然而，目前关于塑料特性（如类型、大小、颜色、聚合物）如何影响污损生物群落，以及季节性变化如何调节这种相互作用的了解仍十分有限。为此，研究人员在西班牙巴塞罗那海岸（西地中海）开展了一项跨季节调查，旨在明确搁浅塑料上的污损动物群落组成，评估塑料特性对污损生物多样性的影响，并探讨特定分类单元对塑料类型的利用模式及季节性动态。该研究发表于《Journal of Hazardous Materials Advances》。
**关键技术与方法**
研究选取巴塞罗那两处城市海滩（Somorrostro和Fòrum）作为样本来源，于2023年11月至2024年4月间在东风风暴后沿三条平行岸线的100米样带采集搁浅塑料。实验室中，利用立体显微镜和扫描电子显微镜（SEM）对污损生物进行分类鉴定；依据欧盟准则对塑料的大小（中塑料5–25 mm、大塑料>25 mm）、颜色和类型（薄膜、泡沫、硬塑料、EPS、纤维）进行表征，并使用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析聚合物成分。统计分析采用Hill多样性指数、多元逻辑回归（MLRA）、Firth's回归、Fisher精确检验、PERMANOVA、非度量多维尺度分析（nMDS）、主成分分析（PCA）及置换相关检验。
**研究结果**
*3.1 塑料特征与污损生物*
研究共收集8,045件塑料物品，其中207件被无脊椎动物污损，共记录1,343个个体/群体，隶属于24个分类单元和4个门。环节动物门（Annelida）丰度最高，苔藓动物门（Bryozoa）分类丰富度最高（18个分类单元）。硬塑料是最常见的类型（约64.4%），承载了最多的污损生物。大型塑料（>25 mm）比中型塑料展现出更高的多样性指数。白色塑料污损频率最高。尽管EPS和泡沫仅占未污损塑料的不到15%，却分别占污损物品的23.7%和18.9%。FT-IR分析鉴定出9种聚合物，高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）最为常见。
*3.2 Spirorbinae对塑料类型的利用*
多元逻辑回归分析显示，螺旋虫亚科（Spirorbinae）在EPS和泡沫塑料上出现的概率分别是硬塑料的3.0倍和3.7倍，而在薄膜上的概率比硬塑料低84%。Fisher精确检验证实了不同塑料类型间污损比例的显著差异。这表明Spirorbinae对高浮力泡沫塑料存在非随机利用。
*3.3 多样性和群落随时间的变化*
春季物种丰富度（19个分类单元）显著高于秋季和冬季（均为8个）。基于个体丰度的多样性指数在春季显著高于秋季。PERMANOVA显示群落组成存在边缘显著的季节差异，但两两比较不显著，nMDS图显示季节间有较大重叠，表明季节变化主要由稀有物种驱动，常见分类单元在整个研究期持续存在。
*3.4 塑料特征和污损比例的地方性与季节性变化*
Somorrostro海滩的污损比例（4.4%）显著高于Fòrum海滩（0.7%）。春季的污损比例最高（Somorrostro约7%），显著高于冬季。塑料类型组成存在显著季节差异：春季泡沫和EPS的比例显著高于秋季。塑料颜色无显著季节变化。主成分分析（PCA）显示春季样本与更多泡沫和EPS相关。
*3.5 水动力特征在塑料搁浅中的作用*
东风方向波高与EPS和泡沫塑料的搁浅数量呈显著正相关，且高东风波条件主要出现在春季。河流排放量与泡沫数量呈正相关，但去除异常值后相关性不再显著。
**讨论与结论**
讨论指出，研究结果支持塑料作为多种后生动物扩散载体的观点。苔藓虫物种Aetea longicollis、Schizoporella unicornis和Cellepora pumicosa是首次在塑料上记录，并鉴定出三种非本地物种（Celleporaria brunnea、Arbopercula angulata、Watersipora subtorquata）及隐存种Bugula neritina，凸显了塑料在生物入侵中的潜在作用。硬塑料因其耐久性和全球普遍性可能是主要的漂流载体。Spirorbinae对EPS和泡沫的偏好可能反映其幼虫的选择性沉降或较高的存活率，结合其短暂浮游幼虫期和高浮力底质的远距离运输能力，可能显著增强其扩散潜力。季节变化对群落组成影响较小，但泡沫塑料在春季的增多可能与旅游活动和东风浪事件有关，从而在春季增加特定物种的扩散机会。地点间污损差异可能受Fòrum附近贝索斯河（Besòs River）影响，河流来源塑料可能快速搁浅，减少了定殖时间。
研究结论认为，塑料特性塑造了污损群落，多种塑料类型均可作为漂流底质。塑料污染不仅构成物理威胁，更是生物入侵的切实途径。持续研究和强有力的政策干预（如减少塑料生产、改善废物管理）对于缓解这些风险和保障海洋生物多样性至关重要。
