東北地理所在微塑料對植物群落結構和生產力影響方面取得進展
可生物降解塑料雖然被視為替代傳統塑料以緩解土壤塑料污染的綠色替代品，但由于它們可能比傳統塑料更快地分解成微塑料，從而對陸地生態系統，特別是植物生態系統構成額外的威脅。不僅如此，微塑料被認為會破壞植物-土壤生物的相互作用，進一步導致植物生長受到影響。然而，現有研究多集中在個體植物層面，關于微塑料對植物群落多樣性和生產力方面的潛在影響仍鮮有報道。因此，微塑料對植物群落造成的生態后果存在著極大的不確定性。
基于以上研究空白，中國科學院東北地理與農業生態研究所生物入侵生態學研究團隊設計了一個包含多種微塑料、多個本地植物群落的溫室盆栽實驗（圖1）。實驗設計如圖1所示：對由5種草地植物組成的本地群落分別進行 11 微塑料（5可降解微塑料，5不可生物降解微塑料，1對照）和土壤滅菌（滅菌vs.不滅菌）的全因子處理。
圖1實驗設計示意圖
貝葉斯統計模型結果表明，微塑料對植物群落生產力和多樣性具有不同的影響（表1）。具體而言，土壤生物群能夠減輕可生物降解微塑料對植物群落地上生物量的不利影響（表1，圖2）。然而，在土壤生物群的介導下，無論微塑料是否具有可生物降解性，微塑料的存在就會顯著降低植物群落多樣性，而這種影響主要是由 PCL、EVA 和 PVC 引起（表1，圖3）。進一步分析表明，在全模型中排除PBS，無論是在活體土壤還是滅菌土壤中，可生物降解微塑料和不可生物降解微塑料均不會對群落地上生物量和多樣性產生顯著影響。
表1 微塑料類型和土壤滅菌處理對植物群落地上生物量和多樣性的影響
圖2不同微塑料類型對植物群落地上生物量（預測值）的影響差異
圖3不同微塑料類型對植物群落生物多樣性的影響差異
基于以上，我們的多物種實驗表明，雖然可生物降解微塑料通常被認為更具環境友好性，但它們對植物群落生長和多樣性的危害并不一定低于不可生物降解微塑料。某些生物可降解微塑料，如PBS，仍然會對植物群落結構和生產力造成重大生態風險。同時，研究結果也表明土壤中存在的生物群能夠緩解某些可生物降解微塑料對植物群落的不利影響。
該研究成果于近期發表在英國生態學會旗艦期刊Journal of Applied Ecology上，中科院東北地理所助理研究員付巖梅為論文第一作者，姜明研究員和劉艷杰研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金青年基金（32201341）、中國科學院人才項目（Y9B7041001，2021VBB0004）的資助。
論文信息：
Yanmei Fu,Ayub M.O.Oduor,Ming Jiang*,Yanjie Liu* (2024) Soil biota modulate the effects of microplastics on biomass and diversity of plant communities. Journal of Applied Ecology. doi: 10.1111/1365-2664.14777.
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