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研究揭示富营养化湖泊浮游植物对新污染物暴露的群落尺度响应

    随着新污染物治理由污染识别向风险防控深入推进,如何准确评估真实环境中新污染物暴露及其生态效应,已成为湖泊水生态安全保障的重要科学问题。当前,新污染物生态风险评估主要依赖单一物种或模式生物的毒性数据及效应阈值,难以全面反映实际环境中低剂量、长期和复合暴露条件下的生态风险,尤其缺乏生物群落尺度的响应表征,成为新污染物生态风险评估体系建设中亟待突破的关键瓶颈。

    为此,中国科学院南京地理与湖泊研究所桂志影等科研人员于2024年春、夏两季开展太湖全湖调查,构建了涵盖有机氯农药(OCPs)、多氯联苯(PCBs)、多环芳烃(PAHs)、抗生素(ANTs)、全氟及多氟烷基物质(PFASs)等6大类典型新污染物的赋存时空数据库,并同步调查水环境理化因子和浮游植物群落,系统解析新污染物与浮游植物群落组成、多样性及优势种变化的关联特征,量化新污染物对浮游植物群落结构变化的相对贡献,揭示其与富营养化因子的联合影响机制。

    研究发现,除氮磷营养盐等传统水环境因子外,新污染物是与太湖浮游植物群落时空变化密切关联的重要环境因素。其中,OCPs、PFASs和PAHs与浮游植物群落组成变化的关联最为突出,相对贡献分别为37.7%、16.7%和16.1%;OCPs对浮游植物α多样性的解释率在春、夏季分别为18.8%和25.9%。不同污染物类群间以协同作用为主,表明自然湖泊中多类低浓度污染物长期共存可形成复合生态压力。进一步分析显示,水环境因子与新污染物共同解释群落变异的67.9%,且夏季联合效应强于春季。春季贡湖湾卵形隐藻(Cryptomonas ovata)和夏季西部湖区微囊藻(Microcystis sp.)优势度增强,均伴随群落多样性降低,反映出富营养化与新污染物复合环境压力下浮游植物群落结构的响应。

    该研究将新污染物生态效应研究从污染物赋存和单物种响应拓展至湖泊生物群落尺度,量化了新污染物对浮游植物群落多样性变化的相对贡献,揭示了多类新污染物与浮游植物群落结构和多样性变化之间的生态关联,为拓展湖泊新污染物生态风险评估维度、开展富营养化湖泊生态安全评价和藻类水华风险管理提供了新的科学依据。

    相关成果以“Emerging Contaminants Are Associated with Seasonal Variations in Phytoplankton Community Diversity in a Eutrophic Lake”为题发表于Environmental Science & Technology。中国科学院南京地理与湖泊研究所与天津农学院联合培养硕士研究生桂志影为论文第一作者,赵中华研究员为通讯作者。


    文章信息:Gui, Z., Gong, X., Liu, W., Qin, Y., Wang, D., Zhang, L., Deng, J., Cai, Y., Xia, S., Zhao, Z.* (2026). Emerging Contaminants Are Associated with Seasonal Variations in Phytoplankton Community Diversity in a Eutrophic Lake. Environmental Science & Technology. 

    论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.est.6c04695.

研究进展