微塑料是粒径≤ 5 mm的固体塑料颗粒,因其对生态系统和人类健康的潜在毒性,受到全球广泛关注。基于前期对西沙群岛不同植被类型土壤微塑料的分布特征调查,我们发现珊瑚岛灌木土壤和乔木土壤中存在大量微塑料,这与海漂和人为活动相关。
作为碳基材料,微塑料及其降解产物还能直接影响土壤碳循环。微生物及其相关副产物在调控土壤有机碳中发挥关键作用。但是,微塑料如何影响微生物及调节土壤有机碳的机制仍不明确。为此,本实验通过盆栽实验系统评估了传统与生物可降解两类微塑料对珊瑚常见植物草海桐生长的土壤微生物残体碳(MNC)、球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)、以及丛枝菌根真菌(AMF)和细菌群落的影响,从而揭示微塑料调控土壤有机碳的微生物机制。结果表明,微塑料促进了SOC的积累,其中生物可降解微塑料的影响更为显著。微塑料改变了细菌和AMF群落的结构,增强了它们共生网络的稳定性,并凸显了Proteobacteria、Glomus和Paraglomus等核心类群在调节MNC和GRSP动态中的关键作用。在微塑料暴露下,GRSP在SOC固定中发挥主导作用。我们的研究从机制层面阐明了微塑料污染如何重塑地下碳过程,为改进全球变化模型和优化土壤管理提供了重要科学依据。本研究也同时发现生物可降解微塑料抑制了草海桐的生长,提示在推动可降解塑料替代传统塑料的同时,应充分评估其对岛屿植物生长及植被生态功能的潜在风险。
相关研究成果以“Arbuscular mycorrhizal fungi and glomalin mediate the effects of microplastics on soil carbon storage”为题近期发表在国际学术期刊Journal of Hazardous Materials(《危险材料杂志》)(IF5年=12.4)上。中国科学院华南植物园博士生宁锴为论文第一作者,简曙光研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划等项目资助。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.140426
