W&E专栏|南京大学钟寰、广州大学李成俊团队:海洋生态恢复背后的隐蔽挑战——关注禁捕区内的“污染物富集”现象
- 2026-05-09 15:11:36
在“30×30”全球生物多样性保护目标的推动下，全球的海洋禁捕区（No-take Marine Reserves, NTRs）建设正在稳步推进。这些积极的保护措施带来了显著的生态红利，特别是鱼类生物量、寿命、体型以及群落营养级的显著恢复。然而，在生态复苏取得显著成效的同时，一个伴随而来的隐蔽挑战也逐渐引起了科学界的关注——保护区内污染物的“生物富集与放大效应”可能正呈现出加剧的趋势。
在此背景下，南京大学钟寰教授与广州大学李成俊副教授团队在Water & Ecology第二卷第二期上发表了题为“The Overlooked ‘Toxic Trap’ in No-take Marine Reserves”的观点文章。
该文章提出了海洋禁捕区中的“保护-污染悖论”，探讨了标志着生态恢复的生物学特征，在客观上使顶级捕食者成为多氯联苯（Polychlorinated Biphenyls, PCBs）等历史遗留污染物的“生物汇”，并呼吁未来的海洋保护政策可以从常规的单一空间规划转向更加综合、多维的生态系统健康管理。该文章在优先上线后即被 EurekAlert! 等国际科学媒体转载。
国际科学媒体的转载
文章解读
当前全球海洋保护策略主要聚焦于空间范围的稳步扩大和生物量的恢复，但在应对化学污染与气候变化带来的多重环境因素叠加方面仍面临着新的科学挑战。本文指出，海洋禁捕区内鱼类寿命的延长、体型的增大以及食物网的复杂化，在客观上为亲脂性污染物的生物积累和生物放大提供了更长的时间窗口和更广的传递路径。这种“保护-污染悖论”在气候变化的叠加影响下显得尤为突出，极端天气导致的沉积物再悬浮以及海洋变暖引起的鱼类代谢加速，进一步增加了保护区内的污染物富集风险。为此，研究团队提出了一套整合适应性空间规划、海洋生态系统健康监测和源头控制与修复的治理框架。
图文摘要+Highlights
1.禁捕保护区无意中使恢复中的鱼类成为多氯联苯（PCBs）的生物汇。
No-take reserves inadvertently turn restored fish into biological sinks for polychlorinated biphenyls (PCBs).
2. 气候变化通过环境路径和生理路径加剧了毒性风险。
Climate change exacerbates toxic risks via environmental and physiological pathways.
3. 研究提出了一个综合协同管理框架，以确保海洋的真正韧性。
An integrated co-management framework is proposed to ensure true marine resilience.
创新价值
揭示“保护-污染悖论”的内在机制
文章深入剖析了海洋禁捕区生态恢复目标与污染物富集之间的复杂关联。首先，保护区内鱼类免受捕捞压力，寿命更长、体型更大，且脂质储备更丰富，这为PCBs等亲脂性污染物提供了更大的“储存容量”。研究表明，鱼类体长每增加1厘米，其体内PCB-118浓度可增加2.3%。其次，保护区内顶级捕食者的恢复使得食物网结构更加完整，而PCBs具有显著的生物放大效应，在开阔海域PCB-153浓度沿营养级每上升一级可放大6.2倍,营养级的增加进一步提升了污染物的传递效率。最终，这些标志着生态保护成效的高营养级、富脂质鱼类，在客观上也更容易面临潜在的器官毒性和生理健康风险。
阐明气候变化对生物富集效应的催化作用
传统的空间保护模式在应对动态的环境变化时正面临新的考验。文章指出，气候变化正通过环境和生理两条路径影响这一生态过程（如图文摘要所示）。在环境方面，极端天气事件（如风暴潮和暴雨）频发，会导致沿海或河口保护区内富含历史遗留PCBs的沉积物发生再悬浮，使海洋面临历史遗留污染物再次释放的可能。在生理方面，海洋变暖加速了鱼类的代谢和呼吸速率，促进了其鳃部对溶解态污染物的摄取。这种多重环境因素的叠加，为维持和进一步提升受保护种群的长期恢复力提出了新的科学课题。
提出完善海洋保护的综合管理框架
为了应对这一复杂的生态挑战，研究团队提出在现有空间规划的基础上进一步拓展，建立一个综合管理框架，如图1所示，包括：1）适应性空间管理：包括气候智能型空间规划和动态海洋管理。利用动态海洋管理技术，结合实时环境数据与动物遥测数据，识别“生态安全区”，在环境波动敏感期动态调整保护边界或实施定向管理。2）海洋生态系统健康监测：丰富现有的理化指标，将基于生物标志物指数和高通量组学技术的综合生物监测纳入常规管理，以实现对种群健康状况的早期预警。3）源头控制与生态修复：针对禁捕区周边污染热点，采用原位活性炭覆盖和藻类生物修复等技术控制污染源；同时，基于气候变化下海洋捕食者的生态毒理及脂质数据的跟踪监测，动态调整水产品食用建议，为公众食品安全提供更加科学的保障。
图1 一个拟议的综合管理框架，旨在应对气候变化与多氯联苯（PCB）污染的相互作用，以增强海洋生态系统韧性，支持"30×30"目标的实现。
引用信息
DOI: https://doi.org/10.1016/j.wateco.2026.100042
Citation: Siyan Li, Huan Zhong, Chengjun Li. The Overlooked “Toxic Trap” in No-take Marine Reserves. Water & Ecology 2026, 2(2): 100042. DOI: 10.1016/j.wateco.2026.100042.
CSTR: 32398.14.j.wateco.2026.200001.
优先上线论文下载链接：
作者简介
通信作者：钟寰，南京大学环境学院教授、博士生导师，主要从事汞环境地球化学过程与污染风险控制研究。兼任Eco-Environment & Health期刊执行主编、Rev.Environ.Contam.Toxicol.期刊主编、国际地质医学协会（IMGA）地质环境健康与新污染物工作组共同主席，International Institute for Environmental Studies (IIES) 副理事长，中国生态学会科普工作委员会副秘书长，获国家自然科学基金青年科学基金项目（A类）资助，首届中国化学会青年环境奖、Springer Nature编辑杰出贡献奖、新锐科技期刊年度主编奖获得者，教育部“长江学者奖励计划”青年学者。近五年在Nature Geoscience, Nature Food, Nature Water, Nature Communications, PNAS, Advanced Science, Science (letter) 等发表论文50余篇。
通信作者：李成俊，广州大学大湾区环境研究院特聘副教授。澳大利亚墨尔本大学博士，“广东省博士后人才引进计划”引进人才。主要研究方向为数据驱动的湿地与近岸海域生态系统的可持续发展与环境健康，助力人与自然和谐共生的现代化。在生态系统种群动态模拟、环境污染物生态毒理、区域环境健康方面积累了较为丰富的经验。近五年，以（共同）第一/通信作者在Nature Food （1篇）、Nature Communications （1篇）、Science （letter，3篇）、Nature （Correspondence，1篇) 等顶刊发文30篇。首次报道了沿海湿地滩涂系统生物入侵新模式并为生态防控提供新思路，建立了新污染物定量新方法并在Science/Nature/Lancet提出了污染物风险管控新体系，在Nature Food首次提出了数据驱动的生物入侵与区域环境健康风险评价新框架。相关成果的创新性及其对可持续发展的推动作用得到了国内外学术界的认可，担任Biocontaminant期刊执行主编、Eco-Environment & Health期刊（JCR一区，IF = 17.6）助理执行主编、贵州黔南民族师范学院兼职教授。
撰写：李思言
审核：钟寰 李成俊 靳炜
排版：任晓静
视频：卓众科学传播、Google NotebookLM
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