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汞：東亞-澳大利西亞遷飛區(qū)內(nèi)鸻鷸類候鳥的隱形威脅
▲春季遷徙期間，鸻鷸類在中國和朝鮮邊境的鴨綠江聚集成群（攝影：白清泉）。
鸻鷸類（shorebird）候鳥分布廣泛，可出現(xiàn)在各大洲的沿海地區(qū)，部分物種的遷徙距離甚至超過 10,000 公里[1]。值得注意的是，途經(jīng)我國的東亞-澳大利西亞遷飛區(qū)（EAAF）上許多鸻鷸類的種群數(shù)量急劇下降，其背后原因包括沿海棲息地污染[2]、氣候變化[3]、棲息地喪失和狩獵[4]等。與其它因素不同的是，環(huán)境污染物對遷徙鳥類種群的影響在很大程度上被忽視了[5]。
EAAF 是世界上最受威脅但研究最少的遷飛區(qū)。這個區(qū)域從北極西伯利亞和阿拉斯加延伸到澳大利亞南部和新西蘭，每年有近 800 萬只候鳥在這個范圍內(nèi)遷徙。同時，這些候鳥面臨著環(huán)境污染物暴露風(fēng)險，尤其是位于遷飛區(qū)中段的中國、日本和朝鮮半島沿岸，這些區(qū)域工業(yè)化進程對候鳥遷徙的威脅格外明顯。汞 (亦稱“水銀”，Hg) 是全球備受關(guān)注的污染物之一，其具有遠距離遷移和生物富集、生物放大作用，對人類和其它野生動物產(chǎn)生重大的健康風(fēng)險[6]。研究表明，汞會致使候鳥行為改變[7]、起飛受損[8]和耐力飛行能力下降[9]，從而損害候鳥的健康。中國是全球大氣汞排放量最高的國家，汞污染可能是導(dǎo)致EAAF區(qū)域鳥類種群數(shù)量急劇下降的一個重要因素。明確汞污染程度的加重和鳥類種群數(shù)量減少這兩種現(xiàn)象之間的關(guān)系，對于阻止世界范圍內(nèi)水鳥種群數(shù)量下降至關(guān)重要，也可為制定有效的保護策略提供指導(dǎo)。
對于遷飛路線上的汞污染，我們還有很多不了解的地方。例如，鸻鷸類候鳥在不同的生活史階段會遇到多少含量的汞？它們會面臨哪些生態(tài)風(fēng)險？哪些因素可以用于預(yù)測它們的汞暴露水平？
測量汞暴露量并評估其對鸻鷸類候鳥的潛在風(fēng)險，這項工作面臨多種挑戰(zhàn)。鸻鷸類生活在廣闊的空間范圍，分布在相距遙遠的大陸上，因此難以收集這些受威脅鳥類的有效生物樣本。尤其在偏遠的繁殖地，不僅人力難以到達，而且采集成本高昂。此外，我們必須使用非侵入性方法來確保研究工作不損害鳥類的健康且不會對鳥類保護工作造成負面影響。因此，需要使用一種高效且無損的采樣方法。
▲越冬候鳥在受人為活動嚴重干擾的香港米埔濕地棲息（攝影：Katherine K-S. Leung）。
研究人員發(fā)現(xiàn)，羽毛可以成為鳥類體內(nèi)汞生物累積的良好指標[10]，并可以有效地顯示羽毛生長時所在區(qū)域的汞含量。鳥類的羽毛每年都處于“脫落-生長”的過程，羽毛脫落后鳥類會長出新羽毛，這些新羽毛可能會儲存大量從周圍身體組織吸收的汞。此外，在鳥類遷徙過程中羽毛（特別是飛羽）的收集較容易實現(xiàn)。經(jīng)過仔細設(shè)計，科學(xué)家們開發(fā)出了一種可靠的采樣方法，即使用羽毛作為非侵入性生物監(jiān)測工具來評估鸻鷸類候鳥的汞污染暴露情況。
▲一只遷徙的紅腳鷸在中國西藏自治區(qū)拉薩市的拉魯濕地筑巢（攝影：蔡志揚）。
通過標準化羽毛采樣方案（測量第六枚初級飛羽羽毛），我們在遷飛區(qū)范圍內(nèi)評估了 33 種候鳥的近 1000 只個體的汞污染暴露情況。我們發(fā)現(xiàn)，超過 1/3 鳥類的汞含量超過了毒性安全基準。部分種類汞暴露的風(fēng)險更大，風(fēng)險最大的是常見于淡水環(huán)境中的紅腳鷸，尤其是在中國南部越冬地的個體。
對食物網(wǎng)中營養(yǎng)等級較低的鳥類類群（如鳴禽和鸻鷸類）而言，羽毛汞含量的差異可能由鳥類換羽時所在的區(qū)域決定。其它因素，如棲息地偏好（鳥類生活在海岸附近或內(nèi)陸）、覓食中無脊椎動物的占比以及鳥類覓食方式（在水體表面或下方）也會有所影響。我們發(fā)現(xiàn)華南地區(qū)（香港米埔和雷州半島）的鳥類體內(nèi)汞含量明顯較高，其次是澳大利亞和黃渤海，而溫帶和北極繁殖區(qū)的汞含量較低。
這項研究是首個對這些高度脆弱的遷徙鸻鷸類候鳥在整個洲際遷飛區(qū)尺度的汞暴露程度的系統(tǒng)評估。隨著《水俁公約》等政策的實施，未來EAAF遷飛區(qū)內(nèi)汞的排放量會有所下降，但野生動物體內(nèi)的汞暴露的情況仍很復(fù)雜。本研究明確了汞暴露生物監(jiān)測項目的熱點區(qū)域（華南）和哨兵物種（Tringa 屬），但仍然需要更多的研究來了解汞如何通過鸻鷸類候鳥的飲食在累積和傳播，以及它如何影響候鳥的行為和生存機會。除了汞，候鳥在遷徙途中還會遇到其它污染物，這些有毒有害物質(zhì)會在鳥類覓食的濕地生態(tài)系統(tǒng)中混合在一起，構(gòu)成復(fù)雜的環(huán)境威脅。
這項研究為缺乏資料的鳥類群體中建立了汞暴露情況的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為未來的監(jiān)測工作提供了寶貴的參考。在此基礎(chǔ)上，我們必須繼續(xù)推進環(huán)境污染物和生物種群的監(jiān)測工作，擴大研究范圍，將其它污染物納入進來，以幫助保護鸻鷸類候鳥這一全球重要的生物類群。
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論文作者：馬艷菊，蔡志揚，Luke Gibson
參考文獻：
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[2]. Yong, D. L. et al. Migratory songbirds in the East Asian-Australasian Flyway: a review from a conservation perspective. Bird Conserv. Int. 25, 1–37 (2015).
[3]. Van Gils, J. A. et al. Body shrinkage due to Arctic warming reduces red knot fitness in tropical wintering range. Science (80-. ). 352, 819–821 (2016).
[4]. Melville, D. S., Chen, Y. & Ma, Z. Shorebirds along the Yellow Sea coast of China face an uncertain future—a review of threats. Emu - Austral Ornithol. 116, 100–110 (2016).
[5]. Ma, Y., Choi, C. Y., Thomas, A. & Gibson, L. Review of contaminant levels and effects in shorebirds: Knowledge gaps and conservation priorities. Ecotoxicol. Environ. Saf. 242, 113868 (2022).
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[9]. Ma, Y., Perez, C. R., Branfireun, B. A. & Guglielmo, C. G. Dietary exposure to methylmercury affects flight endurance in a migratory songbird. Environ. Pollut. 234, 894–901 (2018).
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