《Science of The Total Environment》：Global drivers of variation in blood mercury of seabirds revealed by a meta-analysis
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本研究通过荟萃分析揭示了影响全球海鸟血汞浓度的关键生物学与环境驱动因子。研究人员整合了108种海鸟的血汞数据，发现高营养级、大体型及摄食中深层猎物的物种血汞更高，且低叶绿素a区域汞暴露风险增加。研究构建了全球海鸟血汞空间分布模型，并与海洋生物地球化学模型预测进行对比，为利用海鸟作为海洋汞污染生物指示剂提供了重要依据。
汞（Hg）是一种全球性污染物，尤其在海洋食物链中具有生物放大效应。自工业革命以来，人为汞排放（如采矿和化石燃料燃烧）显著增加，导致全球汞循环加剧。据估计，1960年至2021年间人为汞排放增加了330%，目前已是自然排放的六倍以上。约90%的汞通过大气传输，其中超过一半最终沉积于海洋。沉积的汞可在海洋环境中存留数百年，部分通过生物和非生物过程转化为剧毒的甲基汞（MeHg）。甲基汞具有高毒性，可损害神经和行为功能，最终影响野生动物和人类的繁殖与生存。为应对汞污染问题，《关于汞的水俣公约》于2013年通过，要求更好地理解全球汞污染动态并制定有效管理策略。
在海洋生态系统中，海鸟作为顶级捕食者，因其占据高营养级、分布广泛且易于在繁殖地集中采样，成为评估汞等污染物的宝贵生物指示剂。海鸟血液中的总汞（THg）可反映数周至一两个月的近期汞暴露情况，是监测海洋汞污染的有效指标。然而，驱动海鸟汞含量变异的生物学和空间因素尚不完全清楚，且少有研究验证海鸟衍生的汞分布估计是否与生物地球化学-海洋模型的预测一致。
为解决这一知识空白，研究人员开展了一项全球性的荟萃分析，旨在阐明影响成年海鸟血汞浓度的关键因素，并探索利用海鸟数据估算全球海洋汞污染空间格局的可行性。该研究发表于《Science of The Total Environment》。
研究人员通过野外采样和文献综述，汇编了来自108个物种、代表超过11,000只个体的478个血汞平均值数据。研究重点关注成年海鸟的血液总汞浓度，并将其统一标准化为干重浓度（μg g-1dw）以利于比较。为探究影响因素，团队考虑了多种生物学（如体重、营养级、是否摄食中深层猎物）和环境变量（如采样点周围的叶绿素a浓度、海洋区域）。他们利用广义线性模型（GLM）和广义加性模型（GAM）等统计方法，分析了这些因素与血汞浓度的关系，并构建了预测全球海洋血汞空间分布的模型。此外，研究还将基于海鸟数据预测的汞浓度（“海鸟模型THg”）与基于海洋颗粒有机物（POM）的海洋模型THg预测值进行了相关性比较。
研究结果
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生物学与空间因素的影响：GLM分析表明，海鸟血汞浓度随营养级和体重的增加而升高。摄食中深层猎物的物种，其血汞浓度也显著更高，这可能与中深层环境更有利于甲基汞的形成和积累有关。在空间上，低叶绿素a（低生产力）区域的汞暴露风险更高。
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健康风险等级：根据已建立的风险阈值，大多数海鸟物种的血汞浓度处于“无风险”或“低风险”水平。部分物种，尤其是信天翁科（Diomedeidae）等摄食中高层营养级或中深层猎物的物种，显示出“中等风险”。有两个历史样本（1977年的乌燕鸥和2001年的黑脚信天翁）达到了“严重风险”水平。
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全球空间分布预测：GAM模型成功预测了全球海鸟血汞的空间变异。模型显示，北大西洋、北太平洋以及南太平洋40°S以南等区域预测的汞暴露水平相对较高。当仅使用以上层猎物为食的物种数据构建模型时，其预测结果与海洋模型（表层POM中的THg）显示出弱显著正相关（r = 0.23），而包含所有物种的模型则无显著相关性。这表明考虑海鸟的摄食习性（如摄食水深）对于将其用作海洋汞污染生物指示剂至关重要。
研究结论与意义
本研究通过大规模的全球荟萃分析，明确了营养级、体重、中深层猎物消耗以及海洋生产力是驱动海鸟血汞变异的关键因素。研究构建的全球空间分布模型揭示了海洋汞污染的热点区域，例如北大西洋和部分太平洋海域。
更重要的是，研究发现仅当使用以表层猎物为食的海鸟数据时，其预测的汞空间格局才与海洋生物地球化学模型的预测有微弱但显著的一致性。这突显了在利用海鸟作为生物指示剂时，必须考虑其生态习性（特别是摄食深度）的影响。这种差异也提示，海鸟（尤其是摄食中深层猎物的物种）整合的汞信号可能反映了不同于表层海水的汞污染信息，或许包含了中深层海洋的贡献。
该研究强调了将海鸟监测数据与海洋模型相结合的价值，这种整合方法有助于验证和改进对全球海洋汞污染的理解，特别是在数据匮乏的海域。研究成果为《水俣公约》框架下的全球汞污染评估提供了新的视角和工具，并有助于识别受汞污染威胁较大的海鸟物种和区域，为海鸟保护和海洋生态系统健康管理提供科学依据。
