汞(Hg)是通過大氣進(jìn)行長距離和跨國界傳輸?shù)娜蛐晕廴疚?，最終以不同形態(tài)沉降到水體和陸地環(huán)境中。自工業(yè)革命以來，人類活動導(dǎo)致大氣中汞的沉降量增加了3-5倍，嚴(yán)重威脅著人類和野生動物的健康。汞具有極強(qiáng)的毒性，其中甲基汞的生物毒性最為強(qiáng)烈。甲基汞在食物鏈(網(wǎng))中會逐級富集并放大百萬至千萬倍，即使環(huán)境中只存在微量的甲基汞，也可能引發(fā)顯著的汞污染。

森林生態(tài)系統(tǒng)是大氣汞重要的匯，也是全球汞循環(huán)過程中最為活躍的關(guān)鍵地帶之一。每年大約有1200噸的汞(相當(dāng)于全球約60%的人為源汞年均排放量)以凋落物的形式從大氣轉(zhuǎn)移至森林生態(tài)系統(tǒng)，這可能使得森林鳥類面臨嚴(yán)峻的甲基汞暴露健康風(fēng)險。然而，目前關(guān)于鳥類甲基汞暴露風(fēng)險的研究主要集中在歐美等溫帶地區(qū)和水生生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)相關(guān)的鳥類(例如濕地鳥類和海洋鳥類)，對于熱帶/亞熱帶森林中物種多樣性極為豐富的鳥類的相關(guān)研究卻非常匱乏，這阻礙了我們對大氣汞沉降與森林鳥類甲基汞暴露風(fēng)險之間相互關(guān)系的全面理解。

鑒于此，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所馮新斌研究員團(tuán)隊聯(lián)合中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園哀牢山森林生態(tài)系統(tǒng)研究站等單位對哀牢山亞熱帶森林鳥類食物鏈汞的富集傳遞展開了詳盡的研究。通過交叉耦合鳥巢視頻監(jiān)測和汞穩(wěn)定同位素技術(shù)，對哀牢山常見的兩種同域分布繁殖鳥類(棕腹仙鹟和銅藍(lán)鹟)的甲基汞暴露風(fēng)險來源和機(jī)制進(jìn)行了細(xì)致的探究。研究結(jié)果顯示，棕腹仙鹟和銅藍(lán)鹟的生態(tài)位十分相似。它們體型大小接近，在哀牢山均為夏候鳥，繁殖期高度重合，主要在土坎和石壁的縫隙處筑巢，育雛獵物以無脊椎動物為主。然而，它們在取食層位上存在明顯的分化差異。棕腹仙鹟主要在林下層和地表搜尋毛毛蟲、蚯蚓等軟體無脊椎動物，而銅藍(lán)鹟則主要在林冠層和空中捕捉葉甲、大蚊成蟲等有翅無脊椎動物。這兩種鳥類食物鏈主要富集甲基汞;取食層位上的差異(覓食生態(tài)位分化)決定了他們的甲基汞暴露風(fēng)險，下層取食的棕腹仙鹟比冠層取食的銅藍(lán)鹟面臨更高的甲基汞暴露風(fēng)險。汞同位素模型揭示食物鏈的汞主要來源于大氣零價汞(Atmospheric Hg0)的沉降;森林地表的無機(jī)汞的原位甲基化不容忽視，強(qiáng)調(diào)未來研究應(yīng)重點關(guān)注森林下層覓食鳥類的甲基汞暴露健康風(fēng)險。在全球生物多樣性在急劇退化的背景下，亟需更多研究致力于探究全球性污染物(例如汞)與生物多樣性退化(例如林下鳥類)之間的關(guān)聯(lián)。

該研究以“Unveiling the Sources and Transfer of Mercury in Forest Bird Food Chains Using Techniques of Vivo-Nest Video Recording and Stable Isotopes”為題發(fā)表在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域旗艦刊物Environmental Science & Technology(《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》)上。該文第一作者為羅康(時為中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所博士后，現(xiàn)為中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園副研究員)，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所王訓(xùn)研究員和馮新斌研究員為共同通訊作者。中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園哀牢山生態(tài)站的魯志云高級工程師和監(jiān)測員熊紫春為該文共同作者，監(jiān)測人員羅奇、李達(dá)文、楊文爭、羅成昌、胡小文和楊必成等在，鳥巢搜尋、查巢等野外監(jiān)測工作中提供了大力協(xié)助。

圖1.森林鳥類食物鏈的甲基汞/無機(jī)汞的質(zhì)量傳遞(a)，以及汞同位素模型揭示森林鳥類食物鏈汞的來源貢獻(xiàn)份額(b)

圖2.哀牢山亞熱帶森林兩種夏季繁殖鳥類的甲基汞暴露風(fēng)險來源和機(jī)制