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    云南大學王海軍團隊發表Cell Press期刊文章:氣候干暖化引起的藍藻增加危及非洲象等大型動物

    2021-02-25  點擊:[]

    2021年2月10日,云南大學高原湖泊生態與治理研究院(謝平研究員和王海軍副研究員)與南京大學、中國科學院大氣物理研究所、中國科學院南京地理與湖泊研究所、丹麥奧胡斯大學、美國亞利桑那州立大學和津巴布韋哈拉雷氣象服務部合作,在Cell Press旗下期刊The Innovation發表題為《“非尋常嫌犯”抑或是“連環殺手”——氣候干暖化引起的藍藻增加危及非洲象等大型動物》的研究成果。2月24日,該研究被作為優選成果展示在Cell Press主頁Banner引導圖上上。同日,《中國環境報》http://epaper.cenews.com.cn/html/2021-02/24/content_63536.htm和《財新》https://m.science.caixin.com/red/2021-02-23/101666349.html?s=673d210ea05bad6136089d57280f331e635eba11d2358dd021c0489d8ba4aecd84d41c9bb6ff81aa&originReferrer=iOSshare也作了跟進報道。

    非洲草原象Loxodonta africana)是地球環境的重要指示物種。2020年上半年,在擁有世界1/3非洲草原象的博茨瓦納,有300多頭非洲草原象離奇死亡(死亡數接近該國全年偷獵數——頭號死因)(圖2),引起極大關注,但一直死因不明。該研究通過剖析指出,攝入過量藍藻毒素致死可能性最大而氣候干暖化是導火索;發現非洲大陸藻毒素暴露高風險區與哺乳動物多樣性熱點區高度重合;警示未來氣候條件下類似悲劇發生的風險還將加劇。

    在一個長滿藍藻的水坑邊死去的非洲象

    (圖片源自https://www.reuters.com/article/us-botswana-elephants-idUSKCN24N2JK

    高濃度藍藻毒素——大型動物的殺手

    在非洲大陸,藍藻毒素常常被疑為中型和大型陸生哺乳動物包括家畜(牛和羊)以及非涉水野生哺乳動物(白犀牛、藍角馬、長頸鹿、斑馬和黑斑羚)大量死亡的可能原因 (圖3A)。出于對捕食者的警惕,這些種類常在水域的下風處飲水,而那里也往往是藍藻聚集地,使得它們往往較早暴露于高濃度的藻毒素(圖3C)。

    但從文獻資料綜合分析發現,非洲大陸水體的微囊藻毒素(最常見和毒性最強的藍藻毒素種類)平均濃度超過8800 μg L-1,遠高于世界衛生組織WHO建議的哺乳動物和人類的暫定每日攝入耐容量指導值1.0 μg L-1。尤其是南部國家,有的水體毒素濃度甚至達到了125 mg L-1的哺乳動物急性致死劑量。雖然求證極為困難,若最終確證,這將是首例由藍藻毒素所致的大規模大象死亡事件。結合回顧分析,可看出藍藻毒素對哺乳動物的威脅越來越廣泛(圖3A),藍藻毒素對于瀕危物種非洲象也可能產生災難性后果。

    不同時期非洲大陸藍藻毒素致死的大型動物類群與數量(A);與1986年至2005年基線氣候學相比,博茨瓦納奧卡萬戈三角洲塞隆加村(大象大規模死亡發生地)2000年至2020年有效積溫(℃ 天)和凈降水量(降水量-蒸發量,mm)的異常性分析(B);各種溫度和降雨綜合條件下植被、水域范圍和藍藻濃度及其對大象中毒風險的變化(C);非洲南部被確定為當前和未來藻毒素暴露風險的熱點區(D);藍藻生長對氣候變暖的響應(E)。

    干熱天氣——突發事件的導火索

    干熱天氣下藍藻在水中易于占優勢。在博茨瓦納大象大規模死亡發生地區,連續多年出現了炎熱和干燥情況(圖3B)。在干燥的天氣下,哺乳動物對飲用水的需求會增加,水域又因蒸發而大幅縮小進而導致藻毒素因濃縮而濃度上升,因此進一步加劇動物中毒的風險。通過對事件發生地相關水域進行了遙感分析,發現在2020年3-7月期間,藻類指數隨著水體的萎縮而持續增加,意味著藻毒素暴露風險的增加。

    氣候變化——暴露風險的放大器

    通過氣候模型預測,在未來五十年內,南部地區變暖速度也將是整個非洲大陸最高,降水量也將低于當前條件下的降雨量。在更熱更干燥的氣候下,營養物質的濃縮將為藍藻的生長創造更有利的條件(圖3E),少數毒株變種成為優勢,更多動物頻繁地聚集在所剩的地表水周圍。更嚴重的是,非洲大陸藻毒素高濃度區/大型哺乳動物多樣性熱點區/未來氣候惡化熱點區在空間上高度重合(圖3D),意味著類似的大型動物中毒事件概率也將增加,這對于一些本已瀕危的物種將會是致命的打擊。

    基于該研究,團隊成員指出亟需對野生動物和人類藻毒素暴露風險進行更全面和系統的定量評估,以便能夠有效地實施面對氣候變化下的預防行動,削弱藍藻毒素對本已脆弱的非洲社會-生態系統的脅迫。進一步研發藻毒素與動物死亡之間的定量關聯模型,可為這些史前大規模死亡事件提供有力的解釋,也可預測野生動物種群未來面臨的風險。

    原文鏈接:https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(21)00017-5?utm_medium=homepage

    供稿:云南大學高原湖泊生態與治理研究院

    編輯:李哲

    責任編輯:王盡遙



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