近日，我校野生动物与自然保护地学院周学红教授科研团队，在Science of the Total Environment在线发表了题为“Quantifying the bioaccumulation and trophic transfer processes of heavy metals based on the food web: A case study from freshwater wetland in northeast China”的研究论文。研究结果为评估重金属对湿地生物群落的影响，制定高营养级濒危动物保护策略提供了重要科学依据。
食物网是生态学研究的核心内容之一，可准确反映种间捕食关系，是物质流、能流的重要通道。重金属不仅可以通过食物网转移，还可以在食物网顶端呈现生物放大或生物稀释效应。高营养级的顶级捕食者是食物网的重金属富集终端，常被视作生态系统保护的旗舰种、伞护种。包含顶级捕食者的完整食物网能全面反映重金属转移路径与通量，是生物多样性保护工作开展的关键依据。目前，尽管重金属在简单食物链中转移情况的有关研究已经较为广泛，但其在包含顶级捕食者的复杂食物网络的转移过程尚不清楚。
研究团队以三江平原湿地旗舰种、伞护种——东方白鹳为例，利用稳定同位素技术，基于更精确的尺度营养级框架，结合MixSIAR模型，在构建东方白鹳定量食物网的基础上，创新性地提出利用物种间摄食比率核算重金属传输通量的新方法，从多节点、多链路、跨营养级互作的视角揭示了东方白鹳典型食物网络中重金属的转移路径与通量。
研究显示，在东方白鹳典型食物网络中，铜（Cu）和铅（Pb）在大多数链路中的传输通量比率与摄食比率的等级一致，在食物网中呈现生物稀释效应（TMF＜1，TMF即营养级放大因子）。锌（Zn）和汞（Hg）在大多数链路中的传输通量比率的等级超过摄食比率。锌（Zn）更易存留在低营养级动物中，传输通量较高的通道主要集中于低营养级消费者，由此可以解释Zn的生物稀释效应（TMF＜1）。相反，汞（Hg）通过传输通量较高的几条食物链汇集到高营养级消费者，在顶级捕食者东方白鹳羽毛内富集量达到最高，呈现出明显的生物放大效应（TMF＞1）。研究结果表明，物种间捕食关系显著影响重金属在复杂食物网络中的转移路径及通量，结果也强调了重金属的生物放大或生物稀释是其在食物网中转移路径与传输通量变化特征的体现。
图形摘要
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172290
