南美最大红树林河口幼鱼食道中人为微颗粒的摄食模式:跨营养级群的污染现状评估

时间:2026年4月1日
来源:Hydrobiologia

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为了解决红树林等关键生态系统中幼鱼摄食人为微塑料(MPs)的全球性问题及其知识空白,研究人员针对南美最大红树林区的三个河口,分析了20种736尾不同营养级群幼鱼的胃肠道内容物。研究发现,在所有营养级群(肉食性、杂食性、浮游生物食性)的鱼类中均存在人为颗粒摄食,其中微颗粒(<1µm–5mm)占主导,形态以纤维(84%)为主,颜色多为蓝色和黑色,其主要聚合物成分为纤维素(>60%)、聚酰胺和聚丙烯。这项研究首次揭示了即使在偏远红树林生态系统中,源于塑料和纺织品的污染在幼鱼中也广泛存在,强调了在受影响和相对原始环境中进一步调查和采取缓解措施的必要性。

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想象一下,一片生机勃勃的亚马逊红树林,这里是无数海洋生命的摇篮。然而,一个看不见的威胁正悄无声息地潜入这个生态系统——人类活动产生的微小塑料和纤维颗粒。鱼类的“饭碗”里,除了它们赖以生存的食物,可能还混杂着这些来自我们日常生活的“不速之客”。鱼类摄食这些人为微颗粒已成为一个全球性的新兴问题,但在红树林等关键生态系统中,我们对其了解仍有巨大空白。这些颗粒最终是否会通过食物链影响到人类,也令人担忧。为了评估南美最大红树林区域的污染现状,研究人员开展了一项系统性的调查。
这项研究发表在《Hydrobiologia》上,旨在探究南美最大红树林区三个不同河口内,来自不同营养级群的幼鱼对人为微颗粒的摄食情况。研究人员试图验证多个假设,包括摄食频率是否会因物种、营养级群而异,摄取的颗粒形状、颜色、大小是否与摄食策略相关,以及不同河口、干湿季之间是否存在差异。
为了回答这些问题,研究人员采用了几个关键技术方法。首先,是野外样本采集与分类:在帕拉河、卡埃特河河口(巴西帕拉州)的干、雨两季,以及帕尔纳伊巴三角洲(马拉尼昂州和皮奥伊州边界)的雨季,共采集了代表20个物种的736尾幼鱼。采样使用手拖网、拦网和手抄网,并严格区分幼鱼与成鱼。其次,是胃肠道内容物实验室分析:取出胃肠道,在体视显微镜下对内容物进行分类、计数和称重,并将其中的人为颗粒分离出来。接着,是微颗粒的鉴定与表征:依据GESAMP标准,对颗粒按大小(微、中、宏)、形状(纤维、碎片、泡沫、薄膜、颗粒)和颜色进行分类。最关键的是聚合物成分化学鉴定:使用配备焦平面阵列(FPA)探测器的Cary 620–670傅里叶变换红外(FTIR)显微镜进行二维FTIR成像,在反射模式下获取光谱,通过与文献标准谱图比对,鉴定出纤维素、聚酰胺、聚丙烯、聚丙烯腈、聚氨酯等聚合物。最后,是数据分析:计算人为微颗粒的出现频率(FO%),并使用基于Bray–Curtis相异矩阵的置换多元方差分析(PERMANOVA)检验不同组别(物种、营养级、河口、季节)在颗粒摄食上的差异。
研究结果如下:
1. 食道组成:分析了20个物种(8种杂食性、7种肉食性、5种浮游生物食性)的736个胃肠道,共发现1516个食物项。其中128个(约10%)被归类为人为颗粒。在所有被检查的物种中都检测到了人为微颗粒。
2. 人为颗粒
  • 种类与来源:在128个人为颗粒中,109个为微颗粒,18个为中颗粒,1个为宏颗粒。超过60%的颗粒是纤维素纤维,其次是聚酰胺(20%)、聚丙烯(7%)、聚丙烯腈(5%)和聚氨酯(6%)。
  • 形态与颜色:95%的颗粒为纤维状,5%为碎片。蓝色颗粒最为常见(57.81%),主要为纤维素纤维;其次是黑色颗粒(30.47%)。
  • 摄食差异:卡埃特河河口在干、雨两季摄食人为微颗粒的鱼数量最多。在雨季,帕拉河河口的D. auratus、卡埃特河河口的C. spixii和帕尔纳伊巴三角洲的B. surinamensis摄食颗粒的个体比例较高。在旱季,帕拉河河口的S. psittacus以及卡埃特河河口的C. acoupaC. spixii摄食较多。尽管不同物种和河口间存在频率差异,但统计分析(PERMANOVA)显示,人为颗粒的摄食频率在河口之间、季节之间及其交互作用上均无显著差异。
结论与讨论:本研究首次记录了在南美最大红树林系统中,幼鱼广泛摄食人为颗粒的现象。主要结论是,在所有调查的20种鱼类、所有三种营养级群(肉食性、杂食性、浮游生物食性)中,均发现了人为微颗粒的摄食。纤维素纤维是主要的污染物类型,这反映了其在当地被广泛使用,并且与亚马逊陆架水体中的污染模式一致。研究还发现,虽然杂食性和肉食性物种表现出更高的摄食频率趋势,但营养级群间的差异并不显著。此外,尽管雨季的摄食频率在数值上高于旱季(平均26.07%对21.25%),但季节性差异同样不显著,这可能与雨季径流增加导致污染物输入量增大有关。
这项研究的重要意义在于,它揭示了即使是在相对偏远的红树林生态系统中,源于塑料和纺织品的污染也已广泛渗透到水生食物网的基础环节——幼鱼体内。幼鱼由于其觅食经验有限、感官和摄食机制尚在发育,可能更容易误食颗粒。杂食性和肉食性鱼类(如C. spixiiC. acoupa)作为许多河口食物网中的关键种和人类的重要蛋白质来源,其体内累积的微颗粒及可能附着的化学污染物(如染料、添加剂),存在着通过食物链向上传递和生物放大的潜在风险。这不仅威胁当地生物多样性,也可能对依赖这些渔业资源的人类社区构成食品安全隐患。因此,该研究强调了在受人类活动影响乃至相对原始的环境中,加强对人为颗粒(特别是易被忽视的纤维素微纤维)的调查、监测和制定缓解措施的紧迫性。

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