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多少年來，鳴禽一直被用來做為有害空氣的報警信號。

上個世紀，工人們會把籠子里的金絲雀帶到煤礦深處，做為活生生的一氧化碳探測器。直到今天，習(xí)語“煤礦里的金絲雀”仍然意味著對人類即將面臨危險的警告。

但這句格言的另一方面很少被考慮：危害人類健康的惡劣空氣是否也影響鳥類？

兩年前，發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項里程碑式的研究表明，自1970年以來，北美繁殖鳥類數(shù)量驚人地減少了近30億只。每一個生物群落中的鳥類數(shù)量都在下降，有300多個物種遭受種群損失。但這項研究并沒有研究是什么導(dǎo)致了這種下降。肯·羅森博格是康奈爾大學(xué)鳥類實驗室的自然保護科學(xué)家，他和他的合作者認為鳥類的損失是由許多重疊的原因造成的，其中棲息地喪失是最主要的原因。

去年夏天，羅森博格在線上參加了一場北美鳥類學(xué)視頻會議，內(nèi)容是探討關(guān)于鳥類血液樣本中汞含量增加的問題。他由此開始思考：空氣污染在鳥類數(shù)量下降中起到了什么作用？

威斯康星大學(xué)史蒂芬斯分校野生動物生態(tài)學(xué)助理教授瑪麗.珀金斯在會議上介紹了她對七種鳴禽羽毛中汞含量的研究。她發(fā)現(xiàn)，在她研究的七種鳥類中，有六種的汞含量隨著時間的推移而增加，2000年后采集的樣本顯示，汞含量是歷史樣本的2到17倍。據(jù)珀金斯說，空氣污染是汞污染的“主要來源”。血液中汞含量增長最大的是銹色黑鸝(Euphagus carolinus)，這一物種自20世紀60年代以來已經(jīng)減少了90%。

原圖制作: Jillian Ditner

但引起羅森博格注意的是紅眼綠鵑，因為它是研究中唯一沒有出現(xiàn)血液中汞含量增加的物種。

他說：“在我們的大規(guī)模研究中，這種鳴禽是為數(shù)不多的例外，它們的數(shù)量是在增加，而不是在減少。這確實讓我們聯(lián)想到，也許汞含量和物種數(shù)量整體下降有一定內(nèi)在關(guān)系。”

最近發(fā)表的另一項研究在空氣污染和鳥類之間找到了更直接的聯(lián)系，顯示旨在使人類空氣更清潔的政府法規(guī)同樣也幫助了鳥類。

康奈爾實驗室鳥類種群研究中心高級主任阿曼達·羅德瓦爾德是去年12月公布的這項研究的合著者，該研究表明《清潔空氣法》幫助拯救了15億只鳥類的生命。他說：“重要的是這進一步表明，對鳥類有益的東西對人類有益。”

羅德瓦爾德認為，空氣污染與鳥類之間的聯(lián)系是一個成熟的研究領(lǐng)域，值得更多的關(guān)注，特別是隨著新一屆總統(tǒng)的上臺，是時候收集盡可能多的證據(jù)來支持清潔空氣政策了。

羅德瓦爾德說：“當(dāng)我們控制空氣污染時，我們實際上將獲得多重收益，不僅對人類健康，而且對鳥類和自然保護也有好處。”。

作為一種神經(jīng)毒素，汞會傷害大腦和神經(jīng)系統(tǒng)。對人類來說，接觸汞會導(dǎo)致智商下降和行為障礙問題。

汞主要通過兩種方式進入水體：發(fā)電廠和工廠廢水直接排放到河流和溪流，以及發(fā)電廠和采礦工業(yè)的空氣排放。至于空氣中的汞污染，據(jù)估計，全球每年有2220公噸的空氣排放物被風(fēng)吹過數(shù)千英里甚至跨過海洋，然后沉積在巖石、土壤和地表水上。這意味著，即使看似孤立的生態(tài)系統(tǒng)沒有任何附近的污染源，也可能存在嚴重的汞污染。

一旦汞進入湖泊和河流，細菌就會將其轉(zhuǎn)化為一種毒性更大的物質(zhì)----甲基汞，這種甲基汞很難被生物處理或去除。甲基汞粘附在浮游生物上，這些浮游生物被魚類或昆蟲吃掉，然后又被更大的魚類和昆蟲吃掉，直到最后被人類或其他動物吃掉。每一個捕食者不僅吞食了它的獵物，還吞食了獵物所消耗的汞。

這種神經(jīng)毒素的生物放大過程是孕婦被警告不要吃太多食肉性魚類（如旗魚）的原因之一。由于魚類是人類飲食中最大的汞源，早期關(guān)于鳥類接觸汞的研究也同樣集中在食魚動物或食魚鳥類身上。研究表明，血液中汞含量高的潛鳥可能無法正常孵化它們的卵。

“在過去的幾十年里，這一直被認為是涉及魚類的事情，”生物多樣性研究所汞研究聯(lián)合主任大衛(wèi).埃弗斯說。

20年前，埃弗斯開始研究潛鳥身上的汞。他在馬薩諸塞州一個被汞嚴重污染的地方進行環(huán)境評估時“有了一個發(fā)現(xiàn)”。他的團隊負責(zé)在現(xiàn)場捕捉白腹魚狗(Ceryle alcyon)，以檢測它們的血液，他們認為食魚的魚狗將是環(huán)境中汞污染的一個有效指標(biāo)。但是，當(dāng)霧網(wǎng)意外地捕捉到一些紅翅黑鸝(Agelaius phoeniceus)時，埃弗斯的團隊也決定采集它們的血液樣本。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅翅黑鸝體內(nèi)的汞含量是魚狗的5到10倍。

紅翅黑鸝(Agelaius phoeniceus)

攝影: 劉建國

從那時起，埃弗斯的研究發(fā)現(xiàn)，汞對食蟲鳥類的影響與食魚鳥類一樣大，甚至更多。鳴禽吃以前吃過這種化合物的昆蟲，因為它們的身體通常比吃魚的鳥小，新陳代謝也比吃魚的鳥高，所以相對于它們的體重，鳴禽傾向于吃更多的食物。

去年秋天，埃弗斯擔(dān)任了一期《生態(tài)毒理學(xué)》的編輯，專門研究汞和鳥類。特刊發(fā)表了15項新的研究，其中包括珀金斯的研究，他們共同發(fā)現(xiàn)至少58種遷徙鳴禽物種已經(jīng)證明受到了汞的影響。負面影響包括導(dǎo)航、飛行和耐力，所有這些反過來都可能損害鳥類的繁殖能力。

埃弗斯確信，汞對許多鳥類物種的種群水平都有影響，不僅在北美，而且在全世界。

其中一個物種是卡羅葦鷦鷯(Thryothorus ludovicianus)，一項研究發(fā)現(xiàn)，汞對它們繁殖的各個方面都有影響，從產(chǎn)蛋的數(shù)量、雌鳥正確孵化的能力，到孵化出的蛋的數(shù)量，再到幼鳥從巢中成功羽化的過程。食物鏈是罪魁禍首，特別是卡羅葦鷦鷯通常會吃很多蜘蛛。

卡羅葦鷦鷯(Thryothorus ludovicianus)

攝影: 劉建國

“蜘蛛吃蜘蛛，蜘蛛吃蜻蜓，蜻蜓吃其他蟲子，”埃弗斯說。“只要你吃了蜘蛛，你就吃掉了蜘蛛吃的所有東西所含的汞。汞會在食物鏈中被生物放大。”

吃水生蟲子的濕地鳴禽面臨更大的風(fēng)險，因為水中的汞會轉(zhuǎn)化為甲基汞。水位的波動可以加速這種轉(zhuǎn)換過程，因此生活在潮汐區(qū)的鳥類可能更多地暴露在污染之中。在緬因州的一個濕地進行的一項研究發(fā)現(xiàn)，兩種正在衰退的濕地物種尖尾沙鹀(Ammodramus caudacutus)和尼爾森沙鹀(Ammodramus nelsoni)的血液中汞含量很高。

尖尾沙鹀(Ammodramus caudacutus)

攝影: Evan Lipton

目前尖尾沙鹀的種群數(shù)量正在急劇下降，自20世紀90年代以來，其數(shù)量減少了75%。海平面上升和巢穴被洪水沖毀被認為是它們數(shù)量下降的主要原因。但緬因州的研究顯示了另一個可能的驅(qū)動因素，因為尖尾沙鹀血液中的汞含量高于尼爾森沙鹀。

埃弗斯說，他認為汞可能是導(dǎo)致尖尾沙鹀數(shù)量下降的主要原因，并指出尖尾沙鹀也傾向于比尼爾森沙鹀吃更大的蜘蛛。

紅眼綠鵑(Vireo gilvus)是另一種可能為汞和鳥類之間的聯(lián)系提供線索的物種。作為一種山地物種，紅眼綠鵑一般不會在汞可能轉(zhuǎn)化為甲基汞的潮濕地區(qū)覓食。這可以解釋為什么珀金斯分析的紅眼綠鵑樣本沒有顯示出汞含量的增加，也許還可以解釋為什么這種鳥的數(shù)量沒有下降。

“它們可能吃更多的植物，更少的昆蟲，并且它們可能只是在食物鏈中不含汞的地區(qū)覓食，”她解釋說。

紅眼綠鵑(Vireo gilvus)

攝影: Ryan Schain

這已經(jīng)發(fā)生在北達科他州東部的凱利·斯勞國家野生動物保護區(qū)，本篤會學(xué)院生物學(xué)教授弗吉尼亞·溫德對此進行了為期十年的研究。她在為博士學(xué)位進行研究時，偶然發(fā)現(xiàn)保護區(qū)的汞含量很高，研究的重點正是尼爾森沙鹀體內(nèi)的汞濃度。

在發(fā)現(xiàn)北達科他州紅河流域的沙鹀比其他地方的沙鹀汞含量更高后，溫德來到保護區(qū)進行調(diào)查。她發(fā)現(xiàn)了一個污染熱點，那里繁殖的沙鹀血液中的汞含量是加拿大安大略省和北達科他州其他地方繁殖的沙鹀的四到五倍。

溫德回憶道：“我不知道自己怎么會跌跌撞撞地進入到了汞含量高的地區(qū)。”她在一篇論文中發(fā)表了她的發(fā)現(xiàn)，最終引起了保護區(qū)野生動物生物學(xué)家馬克·費舍爾的注意，他想知道保護區(qū)的水資源管理制度是否發(fā)揮到了作用。

凱利·斯勞保護區(qū)位于北達科他州格蘭德?？怂刮鞅睅子⒗锾?，有數(shù)千英畝的濕地，并有一條小溪從中穿過。自20世紀90年代以來，保護區(qū)工作人員在春季、夏季和秋季堵住了這條溪流，為雀鳥和水禽創(chuàng)造了繁殖棲息地。這些池塘最多可容納兩米深的水長達數(shù)月。

費舍爾說：“但從來沒有人想過汞的含量會是這樣，竟然可能是我們導(dǎo)致了甲基汞的暴增，而這是任何人都沒有注意到的。”當(dāng)然，也不應(yīng)該責(zé)怪保護區(qū)的工作人員：沒有人直接將汞沉積到保護區(qū)或保護區(qū)的上游。相反，汞是從遙遠的煙囪進入大氣層的。但是保護區(qū)的水管理方式為厭氧細菌創(chuàng)造了最佳條件（死水池塘），而厭氧細菌將汞轉(zhuǎn)化成為毒性更強的甲基汞。

保護區(qū)的工作人員被溫德的研究結(jié)果嚇壞了。他們決定看看讓更多的水流過這個系統(tǒng)是否有助于防止從天上掉下來的汞在筑壩的水池里的積水中甲基化。

“我們不想提供有毒的棲息地，”費舍爾說。

實驗成功了，2017年保護區(qū)永久性地改變了水管理制度。現(xiàn)在，工作人員只需將溪流堵上足夠長的時間，就可以形成6到12英寸深的淺水池，在流出之前，這些水池只能停留幾周。這種做法大大降低了濕地中的甲基汞水平和鳥類血液中的汞水平。

溫德的最新研究發(fā)現(xiàn)，與水流受限的濕地鳥類相比，生活在水流自由的濕地中的鳴禽和鴨子樣本的汞濃度分別低67%和49%。這些發(fā)現(xiàn)對費舍爾來說是一個值得歡迎的變化。

不幸的是，鳥類中的汞污染并不總是那么簡單。

紐約州立大學(xué)普賴斯學(xué)院環(huán)境研究助理教授奧爾森.杰克遜一直在研究緬因州阿卡迪亞國家公園的鳴禽如何通過食物接觸到汞。

她說：“這對公園來說很難，因為他們在境內(nèi)盡一切努力阻止汞進入，但他們無法阻止汞從空中進入。”

杰克遜一直在研究國家公園不同濕地和溪流中新出現(xiàn)的水生昆蟲（如蜉蝣和石蠅）的汞含量。盡管她尚未發(fā)表研究報告，杰克遜認為，昆蟲棲息地質(zhì)量的差異可能會影響鳴禽的汞暴露水平。

她說：“一個良好的環(huán)境能夠產(chǎn)生新出現(xiàn)的水生昆蟲，這與有多少昆蟲能從水中出來供鳥類食用有關(guān)，而這反過來又會影響它們的汞暴露量。”換言之，阿卡迪亞的濕地棲息地能夠產(chǎn)生大量昆蟲供鳥類食用，但這反過來可能會導(dǎo)致鳥類中汞中毒水平更高。

這個發(fā)現(xiàn)將帶來一個棘手的難題，因為產(chǎn)生大量昆蟲的濕地通常被認為是健康的棲息地。正如杰克遜所說：“你不能告訴人們，你想要的是一個不會產(chǎn)生新的昆蟲的水體，這太瘋狂了。”

相反，她希望她的工作能夠為尋求監(jiān)管和限制汞污染的決策者提供幫助：“我們能提供的信息越多，我們就越能更好地解釋為什么我們應(yīng)該保護環(huán)境，應(yīng)該如何保護環(huán)境，保護空氣的清潔，水體的清潔。

根據(jù)華盛頓大學(xué)定量生態(tài)學(xué)家奧利維亞·桑德福的說法，保持空氣凈化的多個政策渠道將以多種方式為所有生物提供回報。

桑德福說：“我們知道人類健康受到這些污染物的影響，所以如果我們能夠提高空氣質(zhì)量，這將是一個雙贏的結(jié)果，因為我們將改善所有呼吸空氣的動物的空氣質(zhì)量。”

“讓我們更安全的政策也讓鳥類更加安全。”

編譯整理自Cornell Lab網(wǎng)站

原文作者: Ariel Wittenberg