秦岭濒危动物重金属暴露风险评估及源解析

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jimchenstong
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随着人口的持续增长和经济社会的快速发展,生物多样性受人类活动的威胁越来越严重,因此,生物多样性保护显得尤为重要,而濒危物种的保护是其核心研究领域。秦岭是中国生物多样性最为丰富的地区,栖居有多种濒危动植物。中国政府已经采取了多种措施进行保护,然而栖息地破碎化、动物疫病、气候变化、环境污染等因素依然威胁着濒危动物的生存和繁衍。近年来,我国重金属污染问题已经引起了社会的普遍关注,但是关于秦岭濒危动物重金属暴露风险尚无报道。为此,本研究以秦岭濒危动物金丝猴(Rhinopithecus roxellanae)、羚牛(Budorcas taxicolor)、大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)和朱鹦(Nipponia nippon)作为研究对象,采用非损伤性方法,研究了野外就地保护和人工迁地保护方式下,秦岭濒危动物对重金属的暴露风险,并解析其暴露来源,研究结果发现:  (1)圈养条件下金丝猴、羚牛和大熊猫粪便中重金属含量显著高于自然保护区的野生动物;而在野外环境下,秦岭濒危动物对Mn的暴露水平较高。此外,这3种主要以植物为食的濒危动物粪便中重金属含量还具有明显的种间差异,其中金丝猴粪便中As和Cr的含量较低而Co和Cu的含量较高,大熊猫粪便中Co、Cu、Pb、Se和Zn的含量较低,这与其消化系统和饮食结构的不同有关。  野生和圈养朱鹮均存在重金属暴露风险,总体而言,野生朱鹮对As、Cd和Mn的暴露水平较高,而圈养朱鹮对Hg、 Se和Zn的暴露水平较高。朱鹮的不同样品之间,野外与圈养重金属平均含量的比对分析结果较一致,其中羽毛与蛋壳、粪便与环境样品的比对结果非常一致。  (2)金丝猴、羚牛和大熊猫粪便中重金属含量具有季节性变化规律,从总体上看,冬季植食性濒危动物粪便中的重金属含量明显高于其它季节。圈养朱鹮粪便中重金属含量虽然在不同季节有显著差异,但是没有一致的变化规律。由此说明,植食性濒危动物对重金属的暴露水平在冬季较高,这与植食性濒危动物膳食结构的季节性转变以及环境污染的季节性变化有关;而圈养朱鹃并没有表现出季节性暴露规律,这说明营养级越高,其重金属的季节性暴露规律越不明显。  (3)圈养大熊猫的主食竹中重金属As、Cd、Co、Cr、Ni、Pb和Se的含量显著高于野生大熊猫,而野外自然保护区的竹子中Mn的含量较高。由此表明,食物中的重金属污染是濒危动物对重金属暴露的重要原因之一。此外,圈养羚牛和大熊猫主要食物中重金属含量的比较结果表明,圈养濒危动物不同食物之间的重金属含量也具有明显的差异。  (4)野生和圈养濒危动物的生存环境中重金属含量具有明显的差异。圈养大熊猫活动区的表层土壤中重金属Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni和Pb的含量显著高于野生大熊猫,并且圈养地的大气重金属沉降速率也普遍高于佛坪自然保护区,这说明濒危动物对重金属的暴露与其生存环境的重金属污染有关,圈养环境的重金属含量较高,对圈养濒危动物的重金属暴露贡献较大。而野生朱鹮觅食地底泥中As、Co、Cr、Ni的含量高于其圈养的笼舍土壤,这说明野生朱鸦的栖息地环境也存在重金属污染,并导致野生朱鹮对这几种重金属具有较高的暴露风险。  (5)圈养金丝猴粪便中重金属含量的多元统计学解析结果表明,As、Cr和Hg主要来源于煤炭燃烧和垃圾焚烧,Pb和Cd则来自于交通运输污染。圈养羚牛粪便中重金属含量的多元统计学分析表明,圈养羚牛对Co、Cu、Se和Zn的暴露主要来源于粗饲料,Hg和Pb来自其主要食物女贞,而对As、Cd、Cr、Mn和Ni的暴露则来自于其它搭配食物。  (6)与国内外相关研究结果的对比分析表明,秦岭金丝猴的重金属暴露水平并不严重,而野生朱鹮对As、Cd、Mn和Hg以及圈养朱鹮对Mn、Hg、Se和Zn的暴露水平较高。依据羚牛粪便中重金属含量建立的重金属暴露模型的结果显示,圈养羚牛对As、Co和Pb的暴露水平存在潜在健康风险。  (7)为降低秦岭濒危动物的重金属暴露风险,在短期内,应该为圈养的濒危动物提供未受污染的食物,冬季还可以在投食之前适当清洗植物表面的灰尘,从而降低圈养濒危动物对重金属的暴露水平;长期的规划应该将陕西省珍稀野生动物抢救饲养研究中心转移至远离人类活动干扰的栖息地。当然,阻断秦岭濒危动物生存环境中的重金属污染源是保护其生存与健康的最根本途径。
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