高山池塘——被忽视的微塑料危害热点：来自青藏高原东部的证据

《Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management》：Alpine ponds as overlooked hotspots of microplastic hazards: Evidence from the Eastern Qinghai-Tibetan Plateau

　　微塑料污染在青藏高原东缘高原池塘中呈现显著梯度分布，高人类活动强度区（HAZ）微塑料浓度最高（水相342-594.44 items/L，沉积物586.89-1016.11 items/kg干重），主要成分为PE、PP和PET纤维及碎片，小尺寸透明颗粒占比高。研究揭示温度升高、低海拔及人类活动增强是主要驱动因素，HAZ区生态风险指数达全球同类污染的1.2-2.3倍，证实高原池塘为微塑料污染新热点，兼具生物多样性保护与污染累积的双重功能。

　　

阿卜杜勒·雷赫曼（Abdul Rehman）| 钟波（Bo Zhong）| 李娜英（Naying Li）| 吴伟民（Wei-Min Wu）| 王晓峰（Xiaofeng Wang）| 刘欣（Xin Liu）| 莫罕默德·萨拉赫（Mohomed Salah）| 梅新通（Mei Xintong）| 周丽（Li Zhou）| 何一欣（Yixin He）

中国科学院成都生物研究所，中国成都，610213

摘要

池塘是重要的淡水生态系统，对维持生物多样性和养分循环至关重要，但它们对新兴污染物（如微塑料）的脆弱性仍知之甚少。本研究调查了青藏高原东部（EQTP）地区池塘水体和沉积物中微塑料的特性、多样性、驱动因素及其生态风险。采样点根据人为影响强度被划分为低强度（LAZ）、中等强度（MAZ）和高强度（HAZ）三个区域，以评估空间差异。微塑料普遍存在，其浓度在水体中为1.11至594.44个/升，在沉积物中的干重比为5.44至1016.11个/千克。微塑料的丰度呈现HAZ > MAZ > LAZ的顺序，直接反映了人类活动对污染的影响。主要存在的微塑料类型是纤维状和小于500微米的聚乙烯碎片，这表明它们已经发生了不同程度的降解且具有较高的生物可利用性。HAZ和MAZ区域的微塑料多样性高于LAZ区域，提示大气沉降可能是微塑料的另一个来源。微塑料浓度与温度呈正相关，与海拔高度呈负相关，凸显了气候和人类活动的共同作用。风险评估显示，由于高危害性聚合物的存在，HAZ和MAZ区域的生态风险更高。虽然HAZ区域的污染水平与全球报告相当，但LAZ和MAZ区域的污染程度仍较低。我们的研究结果将这些高山池塘确定为被忽视的微塑料热点区域，并强调了加强废物管理和将其视为关键环境监测点的紧迫性。

引言

微塑料（MP）污染是一个全球性的环境问题，其根源在于塑料生产和消费的快速增长（Jia等人，2024年；Kollofrath等人，2025年；Thompson等人，2004年）。微塑料的广泛存在引发了严重问题，因为它们会对水生生物造成伤害，扰乱生态系统功能，并通过生物积累对人类健康构成潜在风险（Akdogan & Guven，2019年；Fan等人，2025年；Li等人，2025b年；Rillig等人，2024年）。尽管大多数微塑料研究集中在海洋环境、河流和大型湖泊上，但淡水系统（尤其是池塘等静水栖息地）也逐渐受到关注，因为它们同样容易受到污染（Bar & Ghorai，2025年；Li等人，2025a年）。尽管池塘面积较小，但它们容易受到农业径流、废水排放和旅游活动等人为因素的影响，从而引入各种污染物（Beheshtimaal等人，2025年；Bexeitova等人，2024年）。由于水体更新率低、沉积速率高以及与周围景观的水文联系紧密，池塘成为污染物的聚集地（Huang等人，2025年；Zamora-Marín等人，2021年；Haase等人，2025年；Law等人，2024年）。因此，池塘在发挥重要的生态和社会功能的同时，也可能成为微塑料的热点区域（Chen等人，2023年；Schwesig等人，2025年）。它们支持大量的淡水生物多样性，调节水文循环，并提供重要的水资源（Li等人，2023a年；Liu等人，2019a年；Wang等人，2019年）。池塘作为生物多样性的庇护所和污染物的积聚地，凸显了其生态敏感性，也迫切需要研究这些被忽视生态系统中的微塑料动态（Hossain等人，2025年；Kooi等人，2018年）。 青藏高原东部（EQTP）因其显著的人为影响梯度和海拔差异，为研究这些微塑料动态提供了理想的自然环境（Feng等人，2024年；Haixin等人，2022年；Liu等人，2025年）。该地区的人为影响程度差异明显：低海拔地区的池塘受农业、居民点和旅游活动的影响较大；中等海拔地区的池塘受放牧影响；而高海拔地区的池塘相对原始，微塑料主要通过大气沉降进入（Feng等人，2020年；Feng等人，2024年）。这些梯度形成了一个自然实验，有助于评估当地人类活动和区域环境因素如何共同影响微塑料的发生和风险（Feng等人，2023年；Li等人，2025b年）。因此，研究这些池塘具有重要意义，因为它们综合了多种压力因素，是生态变化的敏感监测器。 本研究调查了青藏高原东部高山池塘中的微塑料污染情况，将研究区域划分为低强度（LAZ）、中等强度（MAZ）和高强度（HAZ）三个区域。具体目标包括：（I）量化水体和沉积物中微塑料的丰度和物理特性（如聚合物类型、形状、大小、颜色）；（II）使用多样性指数评估微塑料群落的异质性；（III）确定影响微塑料分布的关键环境因素（如pH值、溶解氧、营养物质）；（IV）评估相关的生态风险。这些发现将有助于我们更好地理解沿人类影响梯度分布的微塑料污染模式，并为了解脆弱的高山淡水生态系统中的新兴污染物动态提供更多见解。

研究区域和采样

采样工作在青藏高原东部（EQTP）进行，选择了16个池塘（纬度22°18′N至32°48′N，经度103°30′E至103°48′E），海拔范围从500米到3500米（图1；表S1）。根据人类影响的程度，这些池塘被分为三个区域：

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  低强度人为影响区（LAZ）：植被茂密、人类干扰最小的偏远池塘。
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  中等强度人为影响区（MAZ）：受到中等程度影响的池塘

微塑料的存在特征

在所有采样池塘中都发现了微塑料，无论是LAZ、MAZ还是HAZ区域的水体和沉积物中都有微塑料。HAZ区域的微塑料浓度最高（水体：342–594.44个/升；沉积物：586.89–1016.11个/千克），MAZ区域次之（水体：100.67–371.22个/升；沉积物：211.67–589.56个/千克），而LAZ区域的浓度最低（水体：1.11–67.11个/升；沉积物：5.44–104个/千克）。这一明显的梯度表明人类活动对微塑料污染具有主导作用。

结论

青藏高原东部（EQTP）的池塘中普遍存在微塑料，其丰度呈现HAZ > MAZ > LAZ的分布趋势。主要存在的微塑料类型是纤维状、薄膜状和碎片状，主要由聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）组成。小于500微米的透明/白色颗粒的普遍存在表明微塑料已经发生了较严重的降解，且主要来源于包装材料。多样性指数和相关性分析表明，低海拔地区接收的微塑料输入更为复杂，这与人类活动和较高的温度密切相关。

CRediT作者贡献声明

阿卜杜勒·雷赫曼（Abdul Rehman）： 负责撰写初稿、数据可视化、软件应用、实验设计、数据分析及数据整理。 钟波（Bo Zhong）： 负责撰写、审稿与编辑、数据可视化、项目监督及资金申请。 李娜英（Naying Li）： 负责撰写、审稿与编辑、结果验证及实验设计。 吴伟民（Wei-Min Wu）： 负责撰写、审稿与编辑。 王晓峰（Xiaofeng Wang）： 负责撰写、审稿与编辑。 刘欣（Xin Liu）： 负责撰写、审稿与编辑、结果验证。 莫罕默德·萨拉赫（Mohomed Salah）： 负责撰写、审稿与编辑。 梅新通（Mei Xintong）： 负责撰写、审稿与编辑。 周丽（Li Zhou）：

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了中国国家自然科学基金（项目编号：32571859、32271676）、四川省科技项目（项目编号：2025NSFJQ0037）、中国博士后科学基金（项目编号：2023M733439）以及ANSO青年人才奖学金的支持。