《Marine Pollution Bulletin》：Effects of deposited marine plastic debris type and deposition period on changes in macroinvertebrate communities
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本研究探讨了沉积在海底的塑料垃圾（MPD）类型和沉积时间如何改变底栖生物群落。通过在韩国郁陵岛现场投放麻袋、轮胎、PET瓶和渔笼，并进行长达7个月的月度监测，研究发现所有MPD类型都会显著改变底栖生物群落结构，且影响程度随暴露时间增加而加剧。这为理解长期海洋塑料污染对底栖生态系统的潜在影响和形成新型生态系统提供了关键证据。
海洋正被塑料垃圾淹没，这不仅威胁着海面和水中的生物，也对阳光难以抵达的海底世界造成了深远影响。这些最终沉入海底的塑料垃圾，可能在漫长的岁月里，静静地改变着海底土壤的性质，进而影响生活在其上的“居民”——那些对维持海洋生态平衡至关重要的蠕虫、贝类和甲壳动物等底栖大型无脊椎动物。然而，关于不同类型的塑料垃圾在海底沉积多久、具体会对这些生物群落造成怎样的影响，科学界尚缺乏详尽的实地研究。为了回答这些问题，来自韩国海洋科学技术院（KIOST）的研究团队在韩国郁陵岛的玄浦港开展了一项精心设计的长期实地实验，其研究成果发表在《Marine Pollution Bulletin》上。
研究人员采用的主要技术方法包括：1）现场投放实验：将麻袋（gunny sack）、轮胎、PET瓶和渔笼四种不同类型的海洋塑料垃圾（MPD）投放到实验点，并设置对照点进行长期监测。2）科学潜水与样本采集：在2024年至2025年间进行了七次潜水调查，使用柱状采样器（can corer）采集底栖生物和环境样品。3）生物群落分析：对采集的102个物种进行鉴定和计数，计算物种数、密度（ind/m2）、生物量（g/m2）和香农-威纳多样性指数（H′）等指标。4）环境参数测量：分析了沉积物的总有机碳（TOC）含量、平均粒径和分选系数等。5）统计与群落分析：使用多变量统计方法（如PERMANOVA、BIO-ENV分析）来检验群落结构的差异及其与环境因子的关系。6）生态指数评估：计算AZTI海洋生物指数（AMBI）、底栖机会多毛类/端足类比率（BOPA）等，以评估环境扰动与恢复趋势。
研究结果如下：
3.1. 环境变量
沉积物的理化性质因MPD类型和沉积时间而发生改变。总有机碳（TOC）含量在MPD沉积1-3个月后低于对照，但到5个月时，所有MPD类型的TOC均高于对照。平均粒径总体上趋向于变得更粗，分选性在沉积初期变差。这些变化表明MPD改变了海底的栖息地环境。
3.2. 物种组成
研究共鉴定出102个物种，其中节肢动物种类最多（36种），但多毛类环节动物在密度上占据绝对优势（91%，10,559.8 ind/m2）。物种数、密度、生物量和多样性均因MPD类型和沉积时间的不同而呈现显著差异。在MPD沉积后，所有类型的生物多样性（H′）均低于对照，部分影响在MPD移除后5个月仍持续存在。机会多毛类物种 Chaetozone setosa和 Prionospiosp. 在MPD沉积后出现暴发性增长，显示出对扰动的响应。
3.3. 大型底栖无脊椎动物群落
群落结构分析显示，MPD类型和沉积时间均对底栖动物群落有显著影响，且二者存在交互作用。在沉积3个月后，轮胎和渔笼处理的群落已与对照明显分离；到5-7个月时，所有MPD类型的群落结构均与对照存在显著差异。即使在MPD移除后5个月，轮胎处理的群落仍与对照不同，表明其影响具有长期性。环境因子分析表明，平均粒径、分选系数和总有机碳（TOC）是影响群落结构的最主要环境变量。
3.4. 扰动和恢复模式
生态指数分析显示，与对照相比，所有MPD沉积点均表现出较高的AMBI值和较低的H′值，表明生态状况受到扰动。麻袋和轮胎处理造成的扰动最强。在MPD移除后，各处理点的AMBI开始下降，H′有所回升，显示出一定的恢复趋势，但麻袋和轮胎的恢复速度较慢。
结论与讨论
这项研究发现，长期暴露于海底塑料垃圾会显著改变大型底栖无脊椎动物的群落组成和结构，其影响程度取决于塑料的类型（材质、形状和物理特性）以及在海床上沉积的时间。麻袋和轮胎这类结构致密、透气性差的塑料，会加剧沉积物中有机物的积累和缺氧状态，导致生态扰动更强、恢复更慢；而PET瓶和渔笼等结构通透的塑料，影响则相对较轻。更为重要的是，研究发现随着MPD暴露时间的延长，其对底栖群落的改变可能会促进“新型底栖生态系统”的形成，即一个主要由耐受或机会性物种主导的、不同于自然状态的生态系统。这项研究强调了在进行海洋塑料污染的生态风险评估和管理时，必须综合考虑塑料垃圾的物理特性和其在海底的存续时间，并为未来制定有针对性的海底垃圾监测、评估和清理策略提供了重要的科学依据。
