温度与食物配给对溪红点鲑生长及汞富集的交互影响研究

《Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences》：Interactive effects of temperature and food ration on growth and mercury concentration in Eastern Brook Trout

本研究针对全球气候变化下升温趋势对水生生态系统的影响，通过实验室控制实验探讨了温度（15-24°C）和食物配给量对溪红点鲑生长速率与肌肉汞（Hg）浓度的交互作用。研究发现升温导致鱼类生长减缓且汞浓度显著上升，结构方程模型揭示温度通过生长速率间接调控汞富集。该研究为气候变化背景下水生食物链污染物迁移机制提供了关键证据，对野生动物保护及公共卫生安全具有警示意义。

　　

随着全球气候变暖的加剧，水温上升已成为淡水生态系统面临的重大挑战。冷水性鱼类如溪红点鲑（Salvelinus fontinalis）对温度变化尤为敏感，其生存和生长受到直接威胁。更复杂的是，温度变化还会影响污染物在食物链中的传递与富集行为，尤其是甲基汞（MeHg）这类具有神经毒性的重金属。目前关于温度与营养条件如何协同影响鱼类生长及汞积累机制的研究尚不充分，而这对于预测气候变化下水生生态系统健康及人类食品安全至关重要。

为揭示这一科学问题，由Ethan A. Rutledge、Keith H. Nislow、Matt R. Fuller、Stephen D. McCormick、Celia Y. Chen和Joseph G. Chadwick组成的研究团队，在《Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences》上发表了题为“Interactive effects of temperature and food ration on growth and mercury concentration in Eastern Brook Trout”的研究论文。该研究通过实验室受控实验，系统分析了温度梯度（15°C、22°C、24°C）与食物配给量（高饵料、低饵料、零饵料）对溪红点鲑生长性能及其肌肉组织中汞浓度的交互影响。

本研究主要采用实验室模拟生态系统控制实验，设置不同温度与饵料组合处理组；通过定期测量体长与体重计算特定生长率（SGR）；利用原子吸收光谱法测定肌肉总汞浓度；并运用结构方程模型（Structural Equation Modeling, SEM）解析变量间的直接与间接路径关系。

生长速率随温度升高而降低

在15°C至24°C范围内，溪红点鲑的生长速率随温度上升呈现下降趋势。高饵料组在15°C时生长最快，而22°C与24°C条件下即使提供充足饵料，生长仍显著受限。零饵料组在所有温度下均出现负增长，表明温度胁迫与饥饿存在叠加效应。

汞浓度与温度呈正相关

鱼类肌肉中的汞浓度随温度升高而显著上升。最高汞浓度出现在22°C零饵料组，最低值则见于15°C高饵料组。同一温度下，饵料减少导致汞浓度升高，证实营养状态对汞富集具有调节作用。

个体生长速率与汞积累负相关

通过比较个体相对生长排名，发现生长较快的个体其肌肉汞浓度显著低于生长缓慢者。这表明生长稀释效应（Growth Dilution）在降低汞积累中起关键作用。

生长速率是汞富集的主要中介变量

结构方程模型分析显示，温度与饵料对汞浓度的影响主要通过生长速率这一中介路径实现，而非直接作用。模型拟合指标支持“温度→生长速率→汞浓度”的间接通路为主导机制。

本研究通过多因子控制实验证实，气候变暖导致的升温会加剧溪红点鲑的汞富集风险，而这一过程受到鱼类生长速率的调控。在食物受限条件下，升温对汞积累的促进作用更为显著。研究首次在温带淡水鱼类中建立了温度-生长-汞富集的定量关系模型，为预测气候变化背景下污染物在食物网中的迁移规律提供了理论依据。成果强调，在评估气候变化对水生生态系统健康影响时，需综合考虑生物生长动态与污染物生物累积的交互作用，这对制定渔业管理策略和公共卫生政策具有重要指导意义。