河口微底栖生物膜对草甘膦与二氧化钛纳米颗粒多重胁迫的响应机制研究

《Environmental Pollution》：Response of natural estuarine microphytobenthic biofilms to multiple anthropogenic stressors.

　　本研究通过野外实地实验，探讨了草甘膦（glyphosate）与二氧化钛纳米颗粒（TiO2 NP）对温带河口微底栖生物膜（MPB）生物量（叶绿素a）、光合效率（Fv/Fm）、胞外聚合物（EPS）及沉积物稳定性的影响。研究发现，草甘膦虽降低MPB生物量，但对光合功能的影响存在波动；TiO2 NP对生物量有轻微促进作用，且二者未表现出显著交互作用。研究强调野外实验在评估多重胁迫效应中的重要性，为河口生态风险评估提供新视角。

　　

Highlight

河口生态系统正面临日益增多的多重人为胁迫，但关于这些胁迫对沉积物微生物群落的复合影响仍知之甚少。本研究聚焦于微底栖生物膜（MPB）——这些“泥滩生态系统工程师”通过分泌胞外聚合物（EPS）显著增强沉积物稳定性，并在初级生产中扮演关键角色。我们探究了草甘膦和二氧化钛纳米颗粒（TiO₂ NP）在自然河口环境中的独立与联合效应。

Discussion

多重胁迫对海洋生态系统的累积效应已得到广泛记录。本研究通过野外实验发现，草甘膦对MPB生物量呈现剂量依赖性抑制，但其对光合功能（以F_v/F_m为指标）的影响却不一致——甚至出现短暂升高。TiO₂ NP对生物量有轻微促进作用，但未显著改变EPS产量或沉积物稳定性。两种胁迫因子之间未发现强交互作用，大型底栖动物群落和沉积物侵蚀阈值也基本未受影响。这表明在潮汐作用显著的自然环境中，短期脉冲式暴露的生态影响可能有限，且环境变异性可能缓冲或放大胁迫效应，这与受控中宇宙实验的结果存在差异。

Conclusions

本实验证明，尽管自然河口MPB群落对草甘膦暴露具有敏感性，但其影响程度依赖剂量，且可能被TiO₂ NP部分抵消。未观察到显著胁迫交互作用，以及对沉积物稳定性和宏动物的微弱影响，说明单次脉冲式暴露事件可能不会引发广泛的即时生态后果。研究结果凸显了野外实验在真实环境风险评估中的不可替代性。