昆虫介导的典型溴系阻燃剂在陆生食虫鸟中的富集与迁移

Bioaccumulation of brominated flame retardants (BFRs), including PBDEs and HBCDs, in terrestrial ecosystems varies from that in aquatic ecosystems. Few studies, however, have focused on the trophic transfer of these pollutants along terrestrial food chains. Insects play a key role linking primary producers with secondary consumers in terrestrial systems, but their accumulation characteristics and transfer mechanisms towards BFRs are still unclear. In the present proposed study, different families of terrestrial insects and the environmental matrices in their habitat (e.g. plant and soil), as well as their predators (i.e. insectivorous birds) will be collected. BFRs levels and profiles will be investigated for better understanding the characteristics and the factors influencing bioaccumulation in terrestrial insects. Quantitative fatty acid signature analysis (QFASA), together with stable nitrogen and carbon isotopic analysis will be performed to establish an insect-mediated terrestrial food web. Trophic transfer mechanisms within the food web will be explored. The results of this study will not only improve our understanding on the environmental behaviours and processes of BFRs in the initial segment of terrestrial systems, but also give essential support to the bioindicator selection and assessment for terrestrial environments.

典型溴系阻燃剂（包括PBDEs和HBCDs）在陆地生态系统具有不同于水生系统的生物富集特征，但相关的陆生食物链传递机制研究较少。昆虫在陆生系统中是连结生产者和消费者的关键环节，以往研究工作却缺乏对它们的关注，对BFRs在其食物链中的富集和迁移规律尚不清楚。本项目拟采集不同种类的陆生昆虫及其栖息地环境样品（植物、土壤）和上级捕食者（食虫鸟），测定BFRs的含量和组成（特别是手性异构体组成），利用脂肪酸组成分析结合稳定同位素技术，构建以昆虫为传输中介的食物网，探讨BFRs在昆虫体内的富集特征、影响因素以及沿其食物链的传递规律。本项目的完成，将增进陆地系统始端BFRs的环境行为和过程的认识，同时也为陆地环境指示生物的选择和评价提供依据。

昆虫在陆地生态系统中起着物质能量传输的“桥梁”作用，但其对有机污染物的生物富集效应和机制研究还相对薄弱，对其在污染物的食物链传递过程所起的作用尚不明确。此外，对食虫鸟作为陆生环境有机污染的指示生物的可行性的判断与其以昆虫为介导的食物链传递过程息息相关。本项目采集了四个“目”一级分类单位的昆虫样本，分析了以PBDEs为代表的卤代有机污染物（HOPs）在这些样品体内的含量和组成，发现昆虫的不同污染模式不仅受生境的影响，还需要考虑食性、食源关系、取食方式（生理结构）、变态发育类型等多方面的因素，尤其是污染物在不同种类昆虫成/幼虫体内的分配比例与污染物的log KOW 之间表现出相同的关联趋势，暗示着昆虫的变态发育过程中可能存在共同的机制影响着污染物在昆虫体内的分配。通过对不同类型昆虫脂肪酸的组成分析，发现奇数碳脂肪酸或可作为水生昆虫的特征脂肪酸。采集了典型食虫鸟鹊鸲，选取了其食物中几种具有代表性的昆虫种类，基于两者的脂肪酸组成分析，初步认为直翅目昆虫可能在本研究区域鹊鸲的食源中贡献较大。而BDE153的比重从环境介质到昆虫到鸟呈现出升高的趋势，一定程度上证实了陆生食虫鸟对高溴代PBDE的富集分继承自食物链传递，作为陆地污染的指示生物是可行的。本项目较全面地探讨了陆生昆虫这一特殊的生物类群对卤代有机污染物的富集及其受控因素，有助于增进对HOPs在陆生食物链始端富集机制的认识，同时研究结果也为陆地环境生物指示物种的选择和评价提供了依据。此外，尝试使用脂肪酸组成评估昆虫对食虫鸟食源的贡献，在陆生系统的生物富集研究中也是具有一定创新性的。