城市森林鸟类食物链中汞的累积与传递机制研究

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汞(Hg)是环境中普遍存在、毒性最强的重金属元素之一。其有机形态之一的甲基汞(Me Hg),具有强神经毒性和高生物可利用性,容易沿食物链进行生物富集和生物放大,对处于食物链高营养级的人类和动物构成潜在的威胁。水生食物链中汞的累积和超常的生物放大效应早已得到充分的证实。然而,相较于水生食物链中汞的富集规律取得的丰富认识,关于陆生食物链中汞的累积和传递的研究却显匮乏。近期在汞污染区和背景区开展的研究,发现陆生生态系统中也存在明显的汞的生物积累和生物放大现象。然而,迄今人们对受人为活动影响的城市地区的森林食物链中汞的传递研究尚未见报道,有关城市森林食物链中汞的累积传递机制和生物放大等规律尚不清楚。本研究以贵州省贵阳市环城林带森林生态系统为对象,选择长坡岭国家森林公园、阿哈湖国家湿地公园和鹿冲关森林公园三个城市公园内松林生态系统作为研究区域,调查分析了森林土壤、植物、无脊椎动物和雏鸟羽毛样品的总汞、甲基汞含量及稳定碳氮同位素组成,初步探讨了城市森林鸟类食物链中汞的累积和传递规律。本研究取得了以下认识:(1)长坡岭、阿哈湖和鹿冲关三个公园内土壤、植物的总汞表现为:鹿冲关>阿哈湖>长坡岭,无脊椎动物总汞、甲基汞含量及甲基汞比例分布趋势大致表现为:蜘蛛>肉食性或杂食性昆虫>植食性昆虫。尽管三个公园中的绿背山雀雏鸟羽毛总汞含量无明显差异,但其甲基汞含量及甲基汞比例存在显著差异,表现为:鹿冲关>阿哈湖>长坡岭。(2)长坡岭、阿哈湖和鹿冲关三个公园生物样品δ15N整体表现为:蜘蛛>雏鸟>肉食性或杂食性昆虫>植食性昆虫>植物,基于三个公园生物样品碳氮同位素组成,构建了“植物-昆虫-雏鸟”清晰捕食关系的城市森林鸟类食物链。(3)长坡岭、阿哈湖和鹿冲关三个公园内各生物体内总汞和甲基汞含量均呈现出随着营养级的增加而上升的趋势,存在明显的汞的生物放大效应。在同一捕食关系下,甲基汞生物放大系数(BMFMe Hg)大于总汞生物放大系数(BMFTHg),表明城市松林食物链中甲基汞生物放大效应更为显著。三个公园鸟类食物链中总汞营养级放大斜率(TMSTHg)基本一致,介于0.16-0.18之间,但甲基汞生物放大斜率(TMSMe Hg)存在差异,表现为鹿冲关(0.57)>阿哈湖(0.48)>长坡岭(0.37)。
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