《Marine Pollution Bulletin》：Benthic crustacean assemblages in disturbed areas influenced by phosphogypsum discharge in the central Mediterranean Sea
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底栖甲壳类群落组成与空间分布受加贝斯湾三处污染海岸区环境变量和污染梯度显著影响，研究表明重金属及磷石膏排放导致群落多样性降低，耐污物种优势明显。
Nawfel Mosbahi|Mohamed Moncef Serbaji|Jean-Philippe Pezy|Lassad Neifar|Jean-Claude Dauvin
斯法克斯大学生物多样性与环境实验室，斯法克斯大学理学院，邮政信箱1171，3038，斯法克斯，突尼斯
摘要
本研究调查了2023年10月至2024年7月四个连续季节中，加贝斯湾（地中海中部）三个生态受扰动沿海区域的底栖甲壳类动物群落的组成和空间分布。这些沿海地区受到多种人为压力的影响，尤其是磷石膏和固有污染物的排放。本研究探讨了包括pH值、有机物以及镉、铅和磷酸盐等重金属浓度在内的环境因素如何影响甲壳类动物群落的多样性、结构和空间分布。在三个受扰动区域中发现了三种不同的甲壳类动物群落，其多样性和分布主要受多种环境因素和污染梯度的影响。多变量分析（BIOENV、Spearman相关性分析和PCA分析）证实了污染梯度与群落变化之间存在强烈关联。在受人为影响的站点，明显表现出群落受扰动的迹象，表现为物种数量较少且甲壳类动物数量较少。本研究提供了重要的基线数据，可作为长期参考框架，并纳入未来的管理和国家保护计划中。
引言
地中海沿岸地区面临着巨大的压力，包括工业排放、栖息地退化和化学污染（Lotze等人，2010年；Coll等人，2012年）。加贝斯湾由于拥有较高的生物多样性和浅海海岸平台，在生态上具有重要意义，但也是北非受环境影响最严重的海洋区域之一，这主要是由于持续的工业废水排放、城市扩张、过度捕捞以及广泛使用的浅水拖网捕鱼技术（El Zrelli等人，2018年；Boudaya等人，2019年；Act，2023年）、外来物种的入侵（Ounifi-ben Amor等人，2016年；Katsanevakis等人，2016年；Mosbahi等人，2021年）以及与磷酸盐工业相关的各种工业活动导致的海洋污染（Rabaoui等人，2015年；El Kateb等人，2018年；El Zrelli等人，2018年；El Zrelli等人，2025年）。
其中最严重的威胁之一是磷石膏的长期排放，磷石膏是磷酸盐肥料生产的副产品，会向沿海水域释放大量重金属和放射性元素，改变底栖生境和海洋资源，威胁生态平衡（Ayadi等人，2014年；El Zrelli等人，2019年）。目前，加贝斯湾沿岸的斯法克斯、斯基拉和加贝斯三个地方生产磷酸（PA）和磷酸盐肥料（磷酸铵、MAP、DAP、TSP、磷酸钙、MCP和DCP等），并产生大量磷石膏（PG）作为废物（Ben Abdelouahed和Reguigui，2011年；El Zrelli等人，2018年）。加贝斯湾的磷酸盐工业是污染和环境退化的主要原因，因为大部分废物未经处理直接排放到海中（El Kateb等人，2018年；El Zrelli等人，2024年；El Zrelli等人，2025年）。
磷灰石经过化学处理后生产磷酸。这一过程会产生大量的PG，大约每生产一吨磷酸就会产生5吨PG（Rutherford和Dudas，1994年）。PG含有多种有毒元素，如镉、铜、铅、磷和放射性核素（Rutherford和Dudas，1994年；Ajmal等人，2014年）。突尼斯是全球第五大磷酸盐生产国，2010年的产量为800万吨，开采了约1300万吨磷酸盐矿石。目前该国在四个主要行业中处理了80%的磷灰石产量，其中三个行业位于加贝斯湾沿岸。在斯法克斯和斯基拉的工厂，PG被储存在工业区周围的大型堆场中。然而，通过风的作用和渗滤过程，这些废物最终会进入海洋生态系统（El Zrelli等人，2015年；El Kateb等人，2018年）。
加贝斯工业区有几个磷灰石处理单元，产生了大量的PG。所有废物（PG、工业污泥、废水）都通过一条渠道直接排放到海中，对环境造成严重影响（Aloulou等人，2012年；Ayadi等人，2014年；El Kateb、Stalder、Neururer、Pisapia和Spezzaferri，2016年；El Kateb等人，2018年）。
在加贝斯湾，大量PG的排放导致海水和沉积物受到严重重金属污染（例如，Rabaoui等人，2015年；El Zrelli等人，2015年；Ayadi等人，2016年），这对底栖动物多样性和海洋生境产生了负面影响（Rabaoui等人，2015年；El Zrelli等人，2018年；Mosbahi等人，2019年），因为这些污染物会在沉积物中积累。实际上，元素磷可以在不同阶段被沉积物吸收（Ayadi等人，2014年；El Zrelli等人，2015年；El Kateb等人，2016年）。值得注意的是，自1972年以来，向海中倾倒废物造成的污染在加贝斯湾中部地区表现多样，包括水体污染，导致大量海洋物种死亡，同时也对地下水质量产生了不太明显的影响。这项研究还调查了该工业对周围海滩的影响，发现许多鸟类、鱼类、软体动物和螃蟹死亡，海洋生境遭到破坏（El Kateb、Stalder、Neururer、Pisapia和Spezzaferri，2016年；El Kateb等人，2018年；El Zrelli等人，2018年；El Zrelli等人，2024年；El Zrelli等人，2025年）。
由于物理化学方法在衡量人为干扰对海洋生态系统影响方面存在局限性，为了评估人为压力对生物组分和生态系统功能的影响，许多生态学家强调了大型底栖生物在确定群落生态质量（EQS）和评估海洋系统生物完整性方面的作用（Blanchet等人，2008年；Hale和Eltshe，2008年；Dauvin和Ruellet，2009年；Dauvin等人，2016年）。
在底栖动物中，甲壳类物种被认为是衡量海洋生态系统健康状况的潜在指标（Bessa等人，2014年；Cardoso等人，2016年；Suciu等人，2018年；Valkova等人，2024年）。实际上，甲壳类动物群落符合多个标准，使其非常适合纳入海洋监测计划和沉积物生态毒性测试（Navarro-Barranco等人，2020年）。它们在生态和营养上具有重要性，在数量上占优势，并具有高度的生态位特异性。这些底栖群落能够适应不同的沉积物和水体物理化学特性，扩散和移动能力相对较低，与沉积物直接接触，对污染物和有毒物质的敏感性较高，因此被认为能够积累有毒物质（Sánchez-Moyano和García-Gómez，1998年；Gómez Gesteira和Dauvin，2000年；Dauvin和Ruellet，2009年；Boere等人，2011年）。特别是端足类和等足类动物作为生物指示物受到了特别关注，因为它们在数量上占优势，对污染排放和人为干扰有各种反应，并且其生活史特征具有很高的可塑性（Barca-Bravo等人，2008年；Sauco等人，2010年；de-la-Ossa-Carretero等人，2011年）。
很少有研究关注地中海地区甲壳类动物对人为压力的响应，例如磷石膏排放造成的污染影响。因此，这是首次对加贝斯湾三个不同地点的甲壳类动物群落进行全面调查，这些地点同时受到自然和人为因素的影响。本研究的主要目标是：1）评估磷石膏排放对甲壳类动物群落模式的影响2）确定影响加贝斯湾三个受扰动区域甲壳类动物群落结构的主要环境因素和人为压力，以了解工业磷酸盐活动对海洋环境的影响，并制定和实施有效的管理和保护策略。
研究区域
加贝斯湾位于地中海中部，突尼斯东南部海岸，拥有超过700公里的海岸线，从北部的Ras Kaboudia延伸到南部的突尼斯-利比亚边界（纬度35°-33°N，经度10–13.5°E）（图1）。这是一个非常浅的盆地，距离海岸110公里处的水深不超过50米，而在400公里处水深达到200米。该地区气候干燥（年平均降水量：210毫米/年），阳光充足，东风强劲
沉积物特性和化学污染
沉积物特性结果见表1。50%的站点（30个站点）的泥质含量较高，而其余站点的沙质含量较高。聚类分析确定了三个在沉积物特征、有机物含量和重金属浓度方面存在差异的沉积物组（图2）。第一组（G1）由距离人类活动最近的30个站点组成
讨论
加贝斯湾的海洋环境受到磷酸盐工业的严重影响。目前，斯法克斯、斯基拉和加贝斯三个地方沿岸生产磷酸，并产生大量PG作为废物。加贝斯湾的磷酸盐工业是该地区污染的主要原因，因为大部分废物未经处理直接排放到海中（El Kateb等人，2018年；El Zrelli等人，2017a，El Zrelli等人，2017b，El Zrelli
结论
对加贝斯湾甲壳类动物群落的研究表明，PG排放对底栖生物多样性产生了显著影响。研究结果表明，甲壳类动物的多样性与受人为污染物改变的环境条件之间存在强烈相关性。
靠近工业废物排放点的站点物种多样性较低，以适应富含有机和重金属污染环境的耐受性和机会主义物种为主。相比之下，
CRediT作者贡献声明
Nawfel Mosbahi：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写，可视化，验证，方法学，调查，正式分析，数据管理，概念化。Mohamed Moncef Serbaji：撰写 – 审稿与编辑，可视化，软件应用，方法学。Jean-Philippe Pezy：撰写 – 审稿与编辑，监督，方法学。Lassad Neifar：撰写 – 审稿与编辑，监督。Jean-Claude Dauvin：撰写 – 审稿与编辑，验证，监督，概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了突尼斯高等教育和科学研究部的财政支持。作者感谢所有在野外采样、实验室分析以及提供有用数据方面提供帮助的人士。最后，他们还要感谢Kamel Maaloul对英文手稿的修订，以及三位匿名审稿人对本文初稿提出的宝贵意见和建议。
