汞（Hg）是一种广泛存在的环境污染物，对生物体具有高度毒性[1]。当重新进入环境后，沉积的无机汞（IHg）在特定条件下可被微生物甲基化为甲基汞（MeHg），这是一种具有高度毒性的有机形式[2]。甲基汞具有强烈的生物积累和生物放大特性，在营养级传递过程中会不断累积，由于其神经毒性，对野生动物和人类群体构成重大环境健康威胁[3][4]。已有大量研究探讨了汞在海洋、湖泊、河流、森林和山区等不同生态系统中的生物积累和营养级传递[5][6][7]。然而，汞对地下环境（尤其是喀斯特洞穴生态系统）的影响尚未得到充分关注。
中国西南部的喀斯特地区，尤其是贵州省，是全球主要的喀斯特区域之一，以洞穴、地下通道和天坑等典型地貌为特征[8]。贵州省位于全球重要的环太平洋汞矿化带内，该地区拥有丰富的朱砂矿床[9]。该地区的喀斯特生态系统受到多种汞来源的影响，包括大气沉降、地表水径流、矿物化作用以及人类活动[9][10]。地表水与喀斯特洞穴之间的水文联系（无论是直接的还是间接的）促进了来自富集地质背景和历史采矿及蒸馏活动的汞的渗透[11][12]。这些释放的汞可能通过岩层裂缝、天坑和地下通道进入地下生态系统[10][13]，对洞穴生物构成潜在的汞暴露风险。
与地表生态系统不同，喀斯特洞穴生态系统具有更简单的群落结构、较低的物种多样性和组成，以及独特的食物网结构[14][15]。这些差异源于长期缺乏光照和食物资源的限制[16][17]。洞穴生物主要依赖地表径流、地下水渗透、植物根系和蝙蝠粪便带来的外来有机物质[18][19]。由于对环境变化极为敏感，洞穴生物（如蜻蜓幼虫、蜉蝣幼虫和石蛾幼虫）被视为评估洞穴水生生态系统健康状况和变化的敏感生物指标[20][21]。最近的研究还表明，洞穴生物能够积累高水平的重金属[22][23]。例如，在塞尔维亚的Hadi-Prodanova Pećina洞穴中观察到了高水平的重金属积累[24]。我们的研究进一步发现，喀斯特洞穴鱼类体内的重金属（Cr、As、Cd、Pb、Zn、Cu、Ni和Hg）浓度随着营养级的升高而增加（Xu等人，2020年）。尽管有这些发现，但关于洞穴生物体内汞积累的具体数据仍然有限，这凸显了需要进一步研究这些脆弱而独特生态系统中的汞的生物地球化学行为。此外，关注喀斯特洞穴食物网中甲基汞的生物积累和生物放大作用至关重要。
汞负荷较高的洞穴生态系统可能成为汞的潜在储存库，对洞穴生物构成健康风险。因此，研究这些生物体内的汞暴露水平有助于了解洞穴生态系统中汞污染的程度。本研究从贵州省的三个喀斯特洞穴中收集了生物样本，分析了总汞（THg）和甲基汞（MeHg）的浓度以及稳定同位素（δ^15N和δ^13C）值，为喀斯特洞穴食物网中汞的生物积累和生物放大作用提供了新的见解。本研究的目标是：（1）揭示洞穴水生生物体内THg和MeHg的分布和积累模式；（2）描述洞穴生态系统的食物网结构；（3）阐明THg和MeHg在喀斯特洞穴溪流食物网中的生物放大和营养级传递过程。这项研究符合《水俣公约》第19条和第22条的规定，强调了在不同环境区域监测汞的重要性[25]。
