黃懿梅教授團隊在青藏高原新污染物遷移領(lǐng)域取得階段性進展

近年來，青藏高原生態(tài)環(huán)境保護備受關(guān)注。自2020年起，黃懿梅教授團隊圍繞高原區(qū)域微塑料及抗生素等新污染物的遷移規(guī)律開展系統(tǒng)研究，取得了一系列階段性進展。團隊在湟水河流域布設(shè) 76 個水質(zhì)監(jiān)測斷面、在2020-2024年采集517份水樣，結(jié)合可解釋性機器學(xué)習(xí)模型，深入揭示了新污染物在流域尺度的遷移機制。同時，基于淤地壩采集了不同土地利用及淤積土壤樣品，利用淤積層保留的微塑料遷移數(shù)據(jù)定量重建了過去 15 年高原微塑料遷移的演變過程。相關(guān)成果分別發(fā)表于Water Research、Journal of Hazardous Materials期刊。

階段性進展一：團隊利用可解釋的機器學(xué)習(xí)方法，構(gòu)建了微塑料與抗生素的流域遷移模型，首次發(fā)現(xiàn)不同因子存在非線性驅(qū)動閾值，突破了以往傳統(tǒng)線性認(rèn)知。發(fā)現(xiàn)河流500m緩沖區(qū)內(nèi)高度集約化利用（LPI>50）的耕地、2000m緩沖區(qū)內(nèi)高度破碎(PD>1)的城市用地是流域微塑料的主要來源，而2000m緩沖區(qū)內(nèi)林地、500m緩沖區(qū)內(nèi)草地連通性提高到0.5可以有效攔截微塑料遷移。抗生素遷移規(guī)律則明顯不同，其主要來源于1000m緩沖區(qū)低度集約化的耕地（LPI<50）,<> 同時在 1000 m 緩沖區(qū)內(nèi)林地比例超過 45% 時可顯著攔截遷移。氣候條件對遷移過程的影響具有顯著差異，微塑料遷移主要發(fā)生在強降雨（>6mm）低風(fēng)速(<1.2m>2m/s）、低降雨（<2mm）及低輻射（<><1.7×10? j="">）情景。相關(guān)成果發(fā)表在Water Research，黃懿梅教授為論文通訊作者，郭威博士為論文第一作者。

論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.125082

階段性進展二：利用淤地壩定量重塑了2005-2020年高原微塑料的遷移歷史，發(fā)現(xiàn)氣候變暖加速了微塑料遷移。揭示了流域微塑料遷移的三類動力情景：1）低侵蝕強度（0-6.5 cm），微塑料在南風(fēng)及降水侵蝕的驅(qū)動下，從耕地向谷底進行遷移；2）中等侵蝕強度（6.5-10 cm），除耕地外，草地土壤微塑料開始發(fā)生遷移。微塑料的遷移總量增加了127.6%，但由于草地微塑料僅為耕地的30%，因而單次遷移的濃度開始下降；3）高侵蝕強度（>10 cm），草地土壤微塑料遷移量持續(xù)增加，進而微塑料的遷移總量增加了284.52%，但濃度顯著下降了21.31%。值得注意的是氣候變暖顯著增強了極端降水頻率及幅度（p < 0.05），從而推動微塑料遷移總量持續(xù)走高。模擬預(yù)估顯示：高排放情景下（2030-2100）微塑料遷移總量和濃度預(yù)計每十年分別增加111.64%和4.29 個/kg；而低排放情景下，遷移量減少1.48%，含量略增1.05 個/kg。相關(guān)成果發(fā)表在Journal of Hazardous Materials，黃懿梅教授為論文通訊作者，郭威博士為論文第一作者。

論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.138184

結(jié)語：黃懿梅教授團隊的研究為理解青藏高原新污染物的遷移規(guī)律提供了新的理論框架，也為區(qū)域生態(tài)保護政策制定提供了重要科學(xué)依據(jù)。后續(xù)團隊將繼續(xù)聚焦高原新污染物的形成機制，為護航“中華水塔”生態(tài)安全貢獻更多智慧。