在“碳中和”和“碳達(dá)峰”的背景下，以海草床為代表的海洋藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要海洋方案。海草床生態(tài)系統(tǒng)以其豐富的生態(tài)服務(wù)功能和強(qiáng)大的碳匯能力而聞名，微生物發(fā)揮著關(guān)鍵作用。近年來(lái)，海洋塑料和微塑料污染成為國(guó)際社會(huì)備受關(guān)注的全球性環(huán)境問(wèn)題。隨著海洋塑料和微塑料污染不斷加劇，海草床因其特殊的水文減緩效應(yīng)，逐漸成為該污染的熱點(diǎn)區(qū)域。因此，揭示微塑料的介入是否會(huì)影響海草床本身的碳匯能力顯得尤為重要。
近日，我校海洋學(xué)院青年教師李常軍與天津大學(xué)劉憲華教授團(tuán)隊(duì)合作首次全方位探究了海洋微塑料在海草床環(huán)境中微生物的演替過(guò)程和生態(tài)位更迭，為評(píng)估微塑料污染對(duì)海草床碳氮循環(huán)的影響及抗性基因的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)提供了新視角。本研究在山東省榮成天鵝湖海草床生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)三種常見(jiàn)環(huán)境微塑料（PP、PE、PET）進(jìn)行了為期1個(gè)月的原位培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。宏基因組結(jié)果顯示，塑料際是海草床生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)獨(dú)特的生態(tài)位，在微生物群落多樣性、穩(wěn)定性、物種組成以及與碳氮循環(huán)和抗性基因相關(guān)的功能基因方面均表現(xiàn)出顯著特征。PET上的細(xì)菌α多樣性較低且更接近水體，而PP和PE則表現(xiàn)出更高多樣性且更類(lèi)似沉積物。PET表面的微生物互作網(wǎng)絡(luò)更復(fù)雜，具有更高的平均變異度（AVD）和脆弱性，導(dǎo)致其在外部干擾下更容易發(fā)生功能崩潰，而PP和PE表面的微生物網(wǎng)絡(luò)則表現(xiàn)出更低AVD和脆弱性。PET表面的特征類(lèi)群以藍(lán)細(xì)菌為主，而PP和PE則富集反硝化細(xì)菌和病原菌。這些差異共同歸因于材料疏水性、結(jié)構(gòu)、表面電荷和官能團(tuán)等多重因素，其中結(jié)構(gòu)特征和疏水性可能是導(dǎo)致差異的關(guān)鍵因素。
圖1 塑料處理流程及其原位培養(yǎng)前后材料性質(zhì)與生物膜附著的變化
相關(guān)成果以“Plastisphere provides a unique ecological niche for microorganisms in Zostera marina seagrass meadows”為題發(fā)表在Nature旗下知名期刊《Communications Earth & Environment》（中科院1區(qū)Top期刊，影響因子8.9）。該研究成果以煙臺(tái)大學(xué)為第一單位和通訊單位，侯鑫為第一作者，李常軍為通訊作者。相關(guān)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目和山東省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目等多個(gè)項(xiàng)目的支持。
文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s43247-025-02619-0。
來(lái)稿時(shí)間：9月9日 審核：劉俞斌 責(zé)任編輯：劉運(yùn)正
