不同城市居民頭發(fā)中碳、氮穩(wěn)定同位素比值特征研究

于子洋，梅宏成，朱 軍，楊瑞琴，胡 燦，劉昌景，郭洪玲，王 萍，鄭繼利，權(quán)養(yǎng)科，王桂強(qiáng)

(1.中國(guó)人民公安大學(xué)，北京 100038；2.公安部物證鑒定中心，北京 100038；3.南京森林警察學(xué)院，國(guó)家林業(yè)局森林公安司法鑒定中心，野生動(dòng)植物物證技術(shù)國(guó)家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210023)

穩(wěn)定同位素是指質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同、能夠穩(wěn)定存在的同一元素的不同核素。由于同一元素的不同穩(wěn)定同位素的質(zhì)量存在微小差異，使得這些穩(wěn)定同位素在自然界中的分布也存在一定差異。碳、氮、氫、氧是自然界重要的組成元素，其穩(wěn)定同位素在環(huán)境和生物體內(nèi)的循環(huán)會(huì)產(chǎn)生分餾[1-3]，從而在不同營(yíng)養(yǎng)層級(jí)和生態(tài)位的生物體內(nèi)產(chǎn)生富集，穩(wěn)定同位素分析已廣泛應(yīng)用于生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、食品、醫(yī)學(xué)、法庭科學(xué)等領(lǐng)域[4-9]。

頭發(fā)作為記錄個(gè)體生活信息的載體，其中蘊(yùn)含了飲食習(xí)慣、生活地域、健康狀況等大量信息。頭發(fā)中的C、N元素主要來(lái)源于所攝入的食物。研究發(fā)現(xiàn)，在嚴(yán)格控制飲食的條件下，隨著飲食中C、N穩(wěn)定同位素比值的變化，頭發(fā)中同位素比值隨之出現(xiàn)相似的變化趨勢(shì)：C4植物攝入的增加會(huì)導(dǎo)致人體組織δ13C上升，肉類、魚類等動(dòng)物蛋白攝入的增加會(huì)提高頭發(fā)中δ15N[10-11]；不同飲食習(xí)慣群體(素食、雜食、肉食)頭發(fā)中穩(wěn)定同位素比值不同[10]，呈現(xiàn)出一定的地域差異和群體差異[12-14]。Somerville等[15]對(duì)南太平洋西部部分島嶼居民頭發(fā)中C、N穩(wěn)定同位素進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其與島嶼的開放程度和居民年齡存在明顯關(guān)系；Valenzuela等[14]從社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度出發(fā)，認(rèn)為頭發(fā)中C、N穩(wěn)定同位素比值變化能夠在一定程度上反映地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)當(dāng)?shù)厝孙嬍沉?xí)慣的影響；Hülsemann等[13]通過(guò)比較C、N穩(wěn)定同位素?cái)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)不同國(guó)家居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值存在較大差異，其中C穩(wěn)定同位素比值與緯度存在明顯的相關(guān)性。頭發(fā)易于提取、保存，且長(zhǎng)出后不再參與代謝，能夠穩(wěn)定保存幾個(gè)月甚至幾年的飲食穩(wěn)定同位素信息。一些研究人員已在開展通過(guò)頭發(fā)中C、N穩(wěn)定同位素比值特征推斷人的飲食特征，刻畫飲食習(xí)慣、健康狀態(tài)乃至遷移軌跡的相關(guān)研究[16-18]。

雖然經(jīng)濟(jì)全球化導(dǎo)致世界范圍內(nèi)的飲食越來(lái)越相近，但是不同地區(qū)，特別是亞洲不同國(guó)家獨(dú)特的飲食文化依然體現(xiàn)了地域特點(diǎn)。我國(guó)地域廣闊，地理、氣候和民族習(xí)俗文化的差異導(dǎo)致不同城市的居民生活、飲食習(xí)慣存在較大的差異。開展國(guó)內(nèi)不同城市居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值特征的研究，對(duì)于了解我國(guó)居民的飲食狀況、飲食習(xí)慣變化等具有重要意義。

為考察國(guó)內(nèi)不同城市常住居民頭發(fā)中C、N穩(wěn)定同位素比值特征，本研究擬對(duì)華中(鄭州市、南陽(yáng)市)、華東(合肥市、溫州市)、華南(賀州市)、西南(昆明市)和西北(咸陽(yáng)市、哈密市)等5個(gè)地區(qū)8個(gè)城市常住居民的頭發(fā)樣本進(jìn)行C、N穩(wěn)定同位素比值檢驗(yàn)，分析穩(wěn)定同位素比值特征，并探討可能的影響因素。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器裝置與試劑

Flash EA 2000型元素分析儀、253 Plus型穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀、ConFlo Ⅳ型連續(xù)流接口裝置：美國(guó)Thermo Scientific公司產(chǎn)品；KQ-250 DB型數(shù)控超聲波清洗器：昆山市超聲波儀器有限公司產(chǎn)品；202-0AB電熱恒溫干燥箱：北京中興偉業(yè)儀器有限公司產(chǎn)品；XPR 2電子天平：瑞士Mettler Toledo公司產(chǎn)品；PURELAB Ultra超純水儀：英國(guó)ELGA公司產(chǎn)品。

USGS40(δ13CVPDB=-26.3‰，δ15NAIR=-4.5‰)、USGS41(δ13CVPDB=37.6‰，δ15NAIR=47.6‰)、USGS42(δ13CVPDB=-21.1‰，δ15NAIR=8.1‰)穩(wěn)定同位素標(biāo)準(zhǔn)品：購(gòu)自美國(guó)Reston穩(wěn)定同位素實(shí)驗(yàn)室；甲醇、氯仿：色譜純，美國(guó)Thermo Fisher公司產(chǎn)品；實(shí)驗(yàn)用水：由PURELAB Ultra超純水儀制備；錫箔杯：瑞士Santis公司產(chǎn)品。

1.2 樣品采集

征集在當(dāng)?shù)刂辽龠B續(xù)生活8個(gè)月以上的常住居民作為頭發(fā)樣本提供志愿者，共采集247份頭發(fā)樣本，具體信息列于表1。所有用于C、N穩(wěn)定同位素檢驗(yàn)的頭發(fā)樣本均為志愿者貼近頭皮3 cm左右的頭發(fā)，以保證為當(dāng)?shù)厣铒嬍乘L(zhǎng)。

表1 頭發(fā)樣品采集信息Table 1 Information of samples and their origins

1.3 頭發(fā)樣品的前處理

參照文獻(xiàn)[19]的清洗程序，按照以下流程清洗頭發(fā)樣本：用甲醇-氯仿溶液(2∶1，V/V)超聲清洗1 h，去離子水超聲清洗2次，每次15 min；用甲醇-氯仿溶液(2∶1，V/V)超聲清洗0.5 h，去離子水超聲清洗3次，每次15 min。將清洗后的頭發(fā)在85 ℃恒溫箱中干燥3.5 h，切割成小段，稱取約200～300 μg干燥的頭發(fā)樣本，用穩(wěn)定同位素分析專用錫杯包裹。分別稱量200～300 μg USGS40、USGS41、USGS42標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用穩(wěn)定同位素分析專用錫杯包裹，使用元素分析-穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀檢測(cè)包好的頭發(fā)樣本和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

1.4 穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀的測(cè)試條件

元素分析儀：He吹掃流速100 mL/min，O2流速175 mL/min，O2注入時(shí)間3 s，高溫燃燒爐溫度960 ℃，色譜柱溫度50 ℃；接口裝置ConFlo Ⅳ：He稀釋壓力60 kPa，CO2參考?xì)鈮毫?0 kPa，N2參考?xì)鈮毫?00 kPa。

1.5 C、N穩(wěn)定同位素比值的檢測(cè)

1.5.1頭發(fā)樣本C、N穩(wěn)定同位素比值測(cè)定

在1.4節(jié)條件下同時(shí)檢測(cè)頭發(fā)樣本和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，每個(gè)樣本重復(fù)檢測(cè)2次，采用Isodat3.0軟件分析數(shù)據(jù)。

1.5.2頭發(fā)樣本C、N穩(wěn)定同位素比值表示方法 C、N穩(wěn)定同位素比值分別用δ13C和δ15N表示，δ13C的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)為VPDB，δ15N的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)為大氣。計(jì)算公式如下：

δ=(R樣本/R標(biāo)準(zhǔn)-1)×1 000

(1)

式中：R表示重同位素與輕同位素的豐度比。

1.5.3頭發(fā)樣本C、N穩(wěn)定同位素比值的數(shù)據(jù)校正與分析 將USGS40、USGS41和USGS42標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的δ13C、δ15N測(cè)定值與真實(shí)值進(jìn)行線性擬合，得出線性校正方程。通過(guò)線性校正方程和頭發(fā)樣本δ13C、δ15N的測(cè)定值計(jì)算出真實(shí)值。

1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

利用SPSS 20.0軟件對(duì)頭發(fā)樣本的C、N穩(wěn)定同位素比值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同城市居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值特征

檢測(cè)我國(guó)8個(gè)城市居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值，δ13C平均值為(-19.96±0.84)‰，范圍為-22.20‰～-17.32‰；δ15N平均值為(7.08±1.14)‰，范圍為4.11‰～9.38‰。對(duì)比不同城市居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，不同城市存在顯著性差異(ANOVA，δ13C：F(方差齊性)=8.64，P(顯著性水平)<0.01；δ15N：F=82.24，P<0.01)，具體數(shù)值列于表2。

表2 不同城市常住居民頭發(fā)樣本的δ13C和δ15NTable 2 δ13C and δ15N values of resident hair samples in different cities

哈密居民頭發(fā)δ13C平均值(-20.52±0.46)‰最小，與鄭州δ13C平均值(-20.38±1.00)‰相近。溫州居民頭發(fā)δ13C平均值(-19.43±0.65)‰最大，其次為昆明(-19.54±0.84)‰。中國(guó)5個(gè)北部城市(哈密、鄭州、咸陽(yáng)、南陽(yáng)、合肥)與3個(gè)南部城市(溫州、昆明、賀州)δ13C平均值存在顯著差異(T-test，t=5.29，P<0.01)，北部城市δ13C平均值(-20.16±0.79)‰低于南部城市(-19.61±0.77)‰。對(duì)于氮穩(wěn)定同位素，賀州居民頭發(fā)δ15N平均值(8.20±0.47)‰最高，最低的城市為鄭州(5.49±1.02)‰。北部城市δ15N平均值(6.52±0.99)‰低于南部城市(8.07±0.55)‰，且存在顯著差異(t=13.58，P<0.01)。我國(guó)居民頭發(fā)δ13C和δ15N的標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.84和1.14，數(shù)值相對(duì)較大，高于歐洲、美國(guó)、日本等國(guó)家和地區(qū)，這可能與我國(guó)不同城市居民各自具有相對(duì)傳統(tǒng)的飲食習(xí)慣，不同地區(qū)之間存在較大的飲食差異有關(guān)[12]。

2.2 年齡、性別對(duì)頭發(fā)C、N同位素比值的影響

本研究采集126份男性頭發(fā)樣本和121份女性頭發(fā)樣本。其中，男性居民δ13C平均值為(-19.96±0.94)‰，δ15N平均值為(7.21±1.08)‰；女性居民δ13C平均值為(-19.97±0.77)‰，δ15N平均值為(7.28±1.18)‰。男性與女性居民頭發(fā)中C、N穩(wěn)定同位素比值沒(méi)有顯著差異(δ13C：t=0.12，P=0.90；δ15N：t=0.42，P=0.68)。同一城市的男性和女性居民頭發(fā)δ13C和δ15N列于表3，除昆明的男性和女性之間δ15N存在差異(t=-3.67，P=0.01)外，其他城市未見明顯的性別差異。這表明單一的性別因素對(duì)居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值的影響不大。

表3 不同城市男性和女性居民頭發(fā)樣本的δ13C和δ15NTable 3 δ13C and δ15N values of hair samples from male and female residents in different cities

本研究采集頭發(fā)樣本的居民年齡范圍為18～60歲。利用SPSS軟件驗(yàn)證年齡與δ13C、δ15N的相關(guān)性。結(jié)果表明，居民年齡與δ13C存在弱相關(guān)性(r=-0.136，P=0.05)，而與δ15N沒(méi)有顯著相關(guān)性(r=0.03，P=0.66)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，男性居民的年齡與δ13C、δ15N均未表現(xiàn)出顯著相關(guān)性(δ13C：r=-0.07，P=0.44；δ15N：r=0.02，P=0.81)；女性居民的年齡與δ15N沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性(r=0.04，P=0.71)，但與δ13C表現(xiàn)出一定的相關(guān)性(r=-0.24，P=0.02)，示于圖1。將女性按照年齡分為18～29歲、30～39歲、40～49歲和50～60歲4組，4組的δ13C依次減小，分別為(-19.82±0.75)‰、(-19.96±0.71)‰、(-20.01±0.83)‰、(-20.50±0.85)‰。50～60歲女性δ13C較18～29歲的低約0.7‰，存在顯著差異(t=2.27，P=0.03)。以上研究表明，雖然年齡因素在表面上與δ13C存在一定程度的負(fù)相關(guān)，但這種關(guān)系與男性居民無(wú)關(guān)，主要是由女性居民頭發(fā)δ13C隨年齡增加而下降導(dǎo)致的。

受頭發(fā)樣本采集能力限制(樣品量小、樣品采集環(huán)境受限、頭發(fā)來(lái)源不明確等原因)，目前對(duì)人頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素的研究主要集中在不同地域間的差異和飲食對(duì)頭發(fā)中穩(wěn)定同位素的影響，對(duì)性別、年齡等因素與頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素關(guān)系的研究較少。Somerville等[15]研究發(fā)現(xiàn)東南亞群島部分村落居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值隨年齡的增長(zhǎng)而逐漸下降，研究人員認(rèn)為造成這種年齡差異的主要原因是不同年齡居民受經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響程度不同而產(chǎn)生的飲食習(xí)慣差異。Kusaka等[20]研究現(xiàn)代日本人頭發(fā)穩(wěn)定同位素組成時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同性別、年齡的居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值存在顯著差異，男性居民δ13C、δ15N略高于女性(δ13C：0.3‰；δ15N：

注：a.男性碳值；b.男性氮值；c.女性碳值；d.女性氮值圖1 男性和女性居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值與年齡的關(guān)系Fig.1 Relationships between carbon and nitrogen isotope ratios of hair samples and ages of individuals divided by gender

0.2‰)，男性居民頭發(fā)δ15N隨年齡增加呈上升趨勢(shì)，而女性居民頭發(fā)δ13C逐漸減小。本研究未發(fā)現(xiàn)性別因素對(duì)中國(guó)居民頭發(fā)穩(wěn)定同位素的影響，這與文獻(xiàn)[20]的結(jié)論相似，女性居民頭發(fā)δ13C隨年齡增加而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。對(duì)于男性居民，本研究未發(fā)現(xiàn)其與年齡存在顯著關(guān)系。目前研究人員普遍認(rèn)為，飲食是影響人體C、N穩(wěn)定同位素比值最重要的因素之一，大量食用C4植物和動(dòng)物肉類食品會(huì)導(dǎo)致組織δ13C上升，動(dòng)物肉類，特別是魚類的攝入會(huì)導(dǎo)致組織δ15N的增加。因此，我國(guó)女性居民頭發(fā)δ13C隨年齡增加而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)可能與飲食習(xí)慣的變化有關(guān)，即年輕女性較年長(zhǎng)女性可能攝入了更多的C4植物或肉類食品。

雖然女性頭發(fā)δ13C與年齡呈現(xiàn)一定的相關(guān)性，但這種相關(guān)性卻未出現(xiàn)在男性居民和氮穩(wěn)定同位素比值中。這可能是男性和女性的生理差異導(dǎo)致了飲食與頭發(fā)中穩(wěn)定同位素的富集程度存在差異。C、N穩(wěn)定同位素的富集發(fā)生在組織代謝過(guò)程中，不同的營(yíng)養(yǎng)壓力[21-22]、健康狀態(tài)[23]、代謝水平[24]等都可能引起個(gè)體不同生長(zhǎng)階段穩(wěn)定同位素富集能力的差異。

2.3 居民頭發(fā)中C、N穩(wěn)定同位素比值與飲食的相關(guān)性

對(duì)于碳穩(wěn)定同位素，部分城市之間存在一定的差異。例如，哈密、咸陽(yáng)和溫州3個(gè)城市δ13C存在顯著性差異，由小到大依次為：哈密(-20.52±0.46)‰<咸陽(yáng)(-20.04±0.73)‰<溫州(-19.43±0.65)‰。根據(jù)2019年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒[25]，3個(gè)城市所在省份(新疆、陜西、浙江)的居民人均蔬菜消費(fèi)量依次遞減，分別為107.5、98.4、91.2 kg，這表明頭發(fā)δ13C與居民人均蔬菜消費(fèi)量可能存在一定的相關(guān)性。但居民頭發(fā)δ13C差異并不是存在于所有城市之間，例如，南陽(yáng)(-19.96±0.73)‰、合肥(-19.75±0.76)‰、昆明(-19.54±0.84)‰和賀州(-19.88±0.77)‰等4個(gè)城市之間不存在δ13C顯著性差異。河南、安徽、云南、廣西省份的居民人均蔬菜消費(fèi)量分別為101、96.5、96.5、92.8 kg[25]，蔬菜消費(fèi)量與居民頭發(fā)δ13C值并未表現(xiàn)出完全相同的變化趨勢(shì)。將不同省份人均蔬菜消費(fèi)量與對(duì)應(yīng)城市居民頭發(fā)δ13C進(jìn)行相關(guān)性分析，二者存在顯著的負(fù)相關(guān)性(r=-0.850，P=0.008)，表明頭發(fā)δ13C隨人均蔬菜消費(fèi)量的增加而出現(xiàn)減小的趨勢(shì)。這可能是因?yàn)榻^大部分種類蔬菜為13C含量較低的C3植物，隨著C3植物攝入的增多，頭發(fā)等人體組織的δ13C減小。

氮穩(wěn)定同位素的差異性要大于碳穩(wěn)定同位素，鄭州、南陽(yáng)、哈密、合肥、賀州等城市的δ15N存在顯著性差異，從小到大依次為鄭州(5.49±1.02)‰<南陽(yáng)(5.99±0.5)‰<哈密(6.85±0.36)‰<合肥(7.68±0.65)‰<賀州(8.20±0.47)‰。部分城市δ15N差別不顯著，例如溫州(8.04±0.59)‰、昆明(7.98±0.57)‰和賀州(8.20±0.47)‰等。合肥、溫州、昆明和賀州4個(gè)城市δ15N相對(duì)較高，根據(jù)2019年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒[25]，合肥、溫州和賀州3個(gè)城市居民人均魚類消費(fèi)量遠(yuǎn)大于其他城市，大約為2～5倍，這表明魚類攝入量的增加會(huì)提高居民頭發(fā)δ15N值。將不同城市居民頭發(fā)δ15N與人均肉類消費(fèi)量進(jìn)行對(duì)比，二者存在顯著的正相關(guān)性(r=0.839，P=0.009)，說(shuō)明隨著人均肉類消費(fèi)量的增加，居民頭發(fā)δ15N逐漸增大，這與文獻(xiàn)[11,16]的結(jié)果相似。

在全部8個(gè)城市中，鄭州和南陽(yáng)同屬于河南省，分別位于河南省北部和西南部，相距約220公里。鄭州居民頭發(fā)δ13C(-20.38±1.00)‰與南陽(yáng)(-19.96±0.73)‰相差約0.4‰，鄭州居民頭發(fā)δ15N(5.49±1.02)‰與南陽(yáng)(5.99±0.5)‰相差約0.5‰，這說(shuō)明同一省內(nèi)不同城市居民可能存在一定程度上飲食差異，利用全省人均食物消費(fèi)量可能無(wú)法全面代表同一省份不同城市居民的飲食內(nèi)容。

8個(gè)城市居民頭發(fā)δ13C和δ15N值分布較為分散，城市之間存在大面積重合區(qū)域，僅通過(guò)C、N穩(wěn)定同位素?zé)o法完全區(qū)分不同城市的頭發(fā)樣本，示于圖2。通過(guò)對(duì)比全部頭發(fā)樣本C、N穩(wěn)定同位素比值，δ13C和δ15N存在顯著正相關(guān)性(r=0.712，P=0.04)，這與文獻(xiàn)[13,26]的結(jié)果基本一致。造成這種現(xiàn)象的原因可能是：一方面，肉類食物攝入的增加使得人體組織中δ13C和δ15N均呈現(xiàn)不同程度上升；另一方面，二者的相關(guān)性可能與氣候因素有關(guān)，較為干燥炎熱的環(huán)境會(huì)導(dǎo)致生物組織δ13C和δ15N上升[27]。

圖2 不同城市居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值分布Fig.2 δ13C and δ15N values of resident hair samples in different cities

2.4 居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值特征的國(guó)際間差異分析

將本研究的國(guó)內(nèi)居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素?cái)?shù)據(jù)與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果列于表4?？梢?，不同國(guó)家居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值存在較大差異，特別是美國(guó)居民頭發(fā)δ13C(-17.6±1.2)‰明顯高于其他國(guó)家，蒙古居民頭發(fā)δ15N(-20.7±0.5)‰表現(xiàn)出高值。與美國(guó)、歐洲、亞洲部分國(guó)家相比，中國(guó)居民頭發(fā)δ13C(-20.0±0.8)‰)較低，這可能與中國(guó)人飲食中小麥、大米、蔬菜等C3植物的占比較大有關(guān)[28]。溫州(-19.4±0.6)‰、昆明(-19.5±0.8)‰)和賀州(-19.9±0.8)‰等南部城市居民頭發(fā)δ13C與日本相近，這可能是由食用C3植物比重下降，魚類、肉類食用量相對(duì)上升導(dǎo)致的。本研究測(cè)定的中國(guó)居民頭發(fā)δ13C低于文獻(xiàn)[13]，這可能與樣品采集范圍不同有關(guān)，但兩個(gè)研究中的δ15N((7.1±1.1)‰、(8.5±1.0)‰)均明顯低于其他國(guó)家，體現(xiàn)出中國(guó)居民日常飲食中肉類、魚類攝入量較少。與中國(guó)飲食結(jié)構(gòu)相似的印度同樣表現(xiàn)出較低的δ13C(-20.6±0.9)‰和δ15N(7.4±0.6)‰，日本、韓國(guó)、蒙古等亞洲鄰國(guó)因食用大量肉類和魚類[28]，其居民頭發(fā)δ13C和δ15N明顯高于我國(guó)。

隨著物流行業(yè)的迅猛發(fā)展，大量的進(jìn)口食品和國(guó)內(nèi)食物通過(guò)冷庫(kù)系統(tǒng)被分銷各地，食物生產(chǎn)和消費(fèi)已經(jīng)不再依賴于特定的地理環(huán)境，各地區(qū)食物自給率下降，不同地區(qū)的居民大量食用“內(nèi)容”相同的飲食，發(fā)達(dá)國(guó)家的飲食呈現(xiàn)高度“均質(zhì)化”的特點(diǎn)[29]。實(shí)驗(yàn)研究常以δ13C和δ15N的離散程度作為辨別該地區(qū)飲食均質(zhì)化的參考(標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于1)[20]。本研究的8個(gè)城市中，除鄭州外，其他城市的δ13C和δ15N均在0.4～0.8之間，表明各城市居民的飲食差異相對(duì)較小，存在一定的均質(zhì)性，說(shuō)明同一城市居民飲食習(xí)慣差異不大。其中，哈密居民頭發(fā)δ13C和δ15N標(biāo)準(zhǔn)偏差最小(δ13C：0.5；δ15N：0.4)，說(shuō)明哈密居民可能存在極為相似的飲食習(xí)慣。但是不同城市間居民飲食習(xí)慣存在較大差異，使得我國(guó)居民頭發(fā)樣本C、N穩(wěn)定同位素比值整體的標(biāo)準(zhǔn)偏差較大(>1‰)。美國(guó)、日本、韓國(guó)、歐洲部分國(guó)家居民頭發(fā)穩(wěn)定同位素的標(biāo)準(zhǔn)偏差較小(<0.8‰)，說(shuō)明其居民飲食的地域差異不大，這些國(guó)家的飲食在食物產(chǎn)品生產(chǎn)和分銷全球化背景下表現(xiàn)出明顯的均質(zhì)化。與之相反的是，我國(guó)居民頭發(fā)樣本C、N穩(wěn)定同位素比值較大的波動(dòng)范圍體現(xiàn)了居民一定程度上保留了當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)飲食習(xí)慣，沒(méi)有完全融入到食品分銷體系中。

表4 不同國(guó)家居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值Table 4 Carbon and nitrogen isotope ratios of hair samples between the Chinese and other countries

3 結(jié)論

本研究對(duì)我國(guó)8個(gè)城市常住居民頭發(fā)進(jìn)行了C、N穩(wěn)定同位素比值分析，結(jié)果表明，部分城市間居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值存在顯著差異，男性和女性居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值沒(méi)有顯著性差異，僅有女性居民頭發(fā)δ13C與年齡呈現(xiàn)較弱的負(fù)相關(guān)。居民頭發(fā)δ13C與人均蔬菜消費(fèi)量呈顯著負(fù)相關(guān)，δ15N與人均肉類消費(fèi)量呈顯著正相關(guān)，魚類的大量攝入可能會(huì)提高居民頭發(fā)δ15N值，表明不同城市居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值受不同種類食物的綜合影響。比較我國(guó)與其他國(guó)家居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素?cái)?shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)不同國(guó)家居民頭發(fā)C、N穩(wěn)定同位素比值存在差異，造成這種差異的原因是不同國(guó)家居民飲食習(xí)慣的不同，而我國(guó)居民較其他國(guó)家保留了較多的當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)飲食習(xí)慣。