《Journal of Environmental Management》：Distribution characteristics of microplastics in fish of the Tibetan plateau and its physiological effects on
Schizothorax davidi
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西藏高原鱼类中微塑料污染调查发现养殖鱼类摄入率（61.9%）高于野生（44.4%）。30天暴露实验显示PS微塑料导致高海拔特有鱼类S.davidi氧化应激增强（malondialdehyde达对照组2.1倍），肠道菌群失调（Cetobacterium增殖5267%），游泳能力下降28-37%。研究揭示了PS微塑料通过氧化应激、神经行为损害和肠道菌群失衡威胁高原鱼类生存及迁徙能力，为源头评估提供依据。
王丹|张乐|吴文琴|蔡慧|孙远龙|刘晓宁|张兆伟|田志全
青藏高原生物多样性与生态环境保护重点实验室（教育部），高原环境工程与污染控制重点实验室（西藏自治区），西藏大学生态与环境学院，拉萨，850000，中国
摘要
水生生物中的微塑料（MP）污染对水生生态系统健康和人类食品安全构成了严重威胁，然而，关于西藏高原冷水鱼体内微塑料的含量、组成及其毒理学效应仍知之甚少。微塑料污染已成为栖息在西藏高原的本地鱼类的潜在生态威胁。野外调查显示，微塑料摄入现象普遍存在，养殖鱼类中的微塑料含量（61.9%，每条鱼1.50–3.88个微塑料颗粒）高于野生鱼类（44.4%，每条鱼1.33–7.60个微塑料颗粒）。为期30天的暴露实验发现，S. davidi体内微塑料的积累量与剂量呈正相关（最高达到1.37 μg/mg），并伴有氧化应激反应。尽管谷胱甘肽水平上升以作为防御机制，但在最高暴露浓度（250 μg/L）下仍发生了脂质过氧化，丙二醛水平比对照组高出2.1倍。鱼的游泳能力下降，诱导游泳速度增加了45%，临界游泳速度降低了37%。长期暴露于微塑料还导致肠道微生物群严重失衡，Cetobacterium的数量增加了5267%，病原菌Aeromonas重新出现。这些综合效应导致鱼的迁徙游泳能力下降了28–37%，并引发了多种生理紊乱。研究结果表明，微塑料引发了氧化应激、神经行为障碍和肠道微生物失衡，从而威胁到了西藏高原鱼类的生存和迁徙能力。
引言
微塑料（MPs）现已污染了最偏远的生态系统，通过大气沉降（Brahana等人，2024年）和河流网络传播。微塑料的全球扩散意味着没有生态系统能够幸免，因为它们已经遍布地球的每个角落。从北极雪花到深海沉积物（Galloway等人，2015年），微塑料已经渗透到地球的每一个角落。值得注意的是，这些源头生态系统并非孤立存在；它们通过跨界河流网络养活了全球数十亿人，使得微塑料污染成为了一个全球性的生态问题（Guo等人，2025年）。尽管超过80%的微塑料研究集中在海洋系统中（Bouwmeester等人，2015年），但对于高山水域的知识仍存在重大空白，因为低温和独特的生物群落可能加剧了污染风险（Allen等人，2019年）。高原地区的河流特别容易受到微塑料污染的影响，原因包括大气沉降、河流径流、农业活动以及水产养殖的输入（Cui等人，2024年）。这些途径共同使得微塑料能够渗透到像西藏高原这样的源头生态系统，冰川融水进一步加速了它们的下游传输。冰川融水加速了微塑料的传输（Chen等人，2025年），而高海拔地区紫外线增强导致的微塑料破碎也产生了次级微塑料（Wang等人，2023年）。然而，在可持续性议程中，人们对高原地区微塑料的生态脆弱性重视不足。这里原始的高山水域孕育了独特的适应寒冷环境的生物群落，包括在260万年的高原抬升过程中进化而来的裂胸鱼类（Gu等人，2024年），它们正面临着这种看不见的威胁。微塑料在河流中的浓度与城市化低地水域相当（Woodward等人，2021年），但其对脆弱的裂胸鱼类和食物网的长期影响仍不清楚。
微塑料对水生生物的影响引起了广泛关注（Byeon等人，2024年）。研究表明，微塑料会通过阻塞鱼类的消化道、影响其进食能力以及造成内部损伤等方式对鱼类造成物理伤害（Thompson等人，2024年）。此外，微塑料可以作为有毒化学物质和污染物的载体，这些物质可以被鱼类吸收或吸附在其表面（Tuuri和Leterme，2023年）。一旦被鱼类摄入，这些化学物质会渗入其组织，导致一系列亚致死效应，如氧化应激（Kang等人，2021年）、肠道毒性（Zhao等人，2021年）和免疫系统受损（Wen等人，2018年）。微塑料通过两种途径威胁西藏鱼类：一是颗粒摄入造成的物理损伤，二是来自增塑剂（如邻苯二甲酸酯）和吸附污染物的化学毒性（Yuan等人，2023年）。与低地物种相比，高原冷水鱼的代谢率较慢，生长速度较慢，对污染物的耐受性较低（Killen等人，2010年）。这些现象导致微塑料在体内滞留时间延长，氧化应激加剧。然而，微塑料对冷水鱼的影响，尤其是高海拔地区的鱼类，仍不明确。
目前对微塑料毒性的理解主要基于在室温下对斑马鱼和青鳉等模式物种进行的短期、高剂量暴露实验（Prokic等人，2019年），忽视了高原鱼类生长过程中的影响。最近对草鱼幼体的研究表明，20微米的微塑料在暴露2至7天内使其临界游泳速度降低了22%，15天后仍持续降低21%（Ali等人，2024年）。然而，这些发现仅来自低地物种，因此在理解高原鱼类方面存在重大空白。裂胸鱼类是西藏河流中的优势脊椎动物，它们已经进化出了适应极端条件（如缺氧、低温）的能力，这可能使它们对微塑料特别敏感（Zhao等人，2022年）。裂胸鱼类的独特特征——缓慢的生长速度和缺氧适应能力——加剧了微塑料的积累和游泳功能障碍。因此，本研究旨在探讨微塑料污染对这一独特物种的长期影响，并通过研究西藏高原鱼类的微塑料摄入情况以及聚苯乙烯微塑料对Schizothorax davidi的毒理学效应来填补这些知识空白。Schizothorax davidi是一种在系统发育上独特的特有裂胸鱼类，对西藏高原淡水生态系统具有重要的进化意义（Jabri等人，2024年）。由于地理分布范围狭窄、栖息地特异性强和遗传多样性低（Dong等人，2021年），这种鱼类对人类压力极为敏感。这些进化和生态特征使其成为监测的理想对象，因为其生物学反应可以预测偏远高海拔河流生态系统的早期退化。通过整合来自拉萨河鱼类的野外微塑料特征分析，并结合使用Schizothorax davidi进行的30天暴露实验，我们希望构建一个评估源头生态系统生态风险的框架。
部分摘录
样本采集
2023年9月和10月，我们在两个生态上具有代表性的系统中进行了鱼类采样。野生鱼类来自Kyungba渔村（29.35°N，90.80°E），这是西藏高原上唯一活跃的传统渔村，拉萨河流域90%以上的野生鱼类捕捞量都在这里完成（图1）。同时，我们还与当地渔民合作（2023年7月至9月）采集了49条野生鱼类。这些鱼类是用刺网和笼子捕获的（
含量
研究结果显示，野生鱼类和养殖鱼类体内都存在微塑料污染，其中养殖鱼类的微塑料污染更为普遍。如图2所示，野外采样从Kyungba村采集了63条野生鱼类（3属7种），其中44.4%的样本中含有微塑料（总共168个颗粒，每条鱼1.33–7.60个微塑料颗粒）。Schizothorax macropogon的肠道微塑料负荷最高（7.60 ± 2.69个微塑料/条鱼），而Triplophysa stewarti的微塑料负荷最低（1.33 ± 1.00个微塑料/条鱼）。对21条养殖鱼类的分析显示（3
结论
本研究综合评估了西藏高原鱼类中的微塑料污染及其对特有物种S. davidi的生物学影响。野外调查证实，野生鱼类和养殖鱼类都会摄入微塑料，尽管污染模式不同。野生鱼类的微塑料负荷更高，颗粒特征也更加多样；而养殖鱼类则表现出更高的摄入率，这可能反映了点源污染的影响
CRediT作者贡献声明
王丹：撰写初稿、方法论设计、调查实施、数据管理。张乐：方法论设计、调查实施、数据分析。吴文琴：数据管理、概念构思。蔡慧：方法论设计、调查实施。孙远龙：资源协调、调查实施。刘晓宁：撰写、审稿与编辑、项目监督、资金筹集、概念构思。张兆伟：撰写、审稿与编辑、项目监督。田志全：撰写、审稿与编辑，
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了西藏自治区科学技术项目（XZ202502ZY0068）、NSFC-BMGF联合诊断研发项目（82561128253）以及国家自然科学基金（22566033）的支持。我特别感谢中国科学院水生生物学研究所的两位学生。首先，非常感谢朱青松花费时间和专业知识协助进行微塑料的鉴定和分类工作
