東北地理所在微塑料對土壤碳氮循環及生態系統多功能性影響方面取得進展
微塑料在陸地土壤生態系統中的不斷積累已引發廣泛關注，然而關于微塑料對土壤生物地球化學循環過程和生態系統功能潛在影響的研究仍較為有限。基于此，中國科學院東北地理與農業生態研究所濕地生物與環境研究團隊利用土壤微宇宙培養實驗，考察了3種不同聚合物類型（低密度聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸）微塑料添加條件下土壤化學性質、DOM分子特征、溫室氣體排放動態和微生物群落結構的變化特征，并評估了不同微塑料對土壤生態系統多功能性的差異性影響。
結果表明，不同類型的微塑料添加均顯著提高了土壤的碳養分與pH，但對土壤氮養分與DOM的化學多樣性的影響存在差異。三種微塑料添加均有效抑制了土壤CO2的累計排放量，其中低密度聚乙烯與聚丙烯添加能夠顯著抑制土壤N2O排放，降低全球增溫潛勢。DOM熒光特性、土壤化學性質和微生物多樣性指數是解釋溫室氣體排放的關鍵指標。
圖1 不同處理下土壤CO2、CH4和N2O的累積排放量及全球變暖潛勢
圖2 土壤CO2、CH4和N2O排放的潛在驅動因素分析
微塑料對土壤生態系統多功能性的影響取決于其聚合物類型和添加劑量，而土壤TOC、pH、DOM的A240/A420和A250/A365指數以及CO2排放是評估微塑料對土壤生態系統多功能性影響的重要指標。
圖3 不同微塑料對土壤生態系統多功能性的影響
圖4 不同微塑料對土壤生態系統多功能性影響的結構方程模型
研究結果揭示了微塑料對土壤碳氮循環、微生物群落結構和生態系統多功能性的深遠影響。相關論文發表于生態環境領域國際重要SCI期刊Journal of Hazardous Materials。本研究主要由濕地生物與環境學科組博士研究生張之鈺、王文鋒研究員和武海濤研究員等共同完成。研究得到了吉林省科技發展計劃項目(20230101348JC)、國家自然科學基金（42371090）、中國科學院戰略先導項目（XDA28100304，28020201）以及中國科學院東北地理與農業生態研究所青年科學家小組項目（2023QNXZ05）等項目的共同資助。
論文信息：
Zhang,Z.,Shi,J.,Yao,X.,Wang,W*.,Zhang,Z.,Wu,H*.,2024. Comparative evaluation of the impacts of different microplastics on greenhouse gas emissions,microbial community structure,and ecosystem multifunctionality in paddy soil. Journal of Hazardous Materials,135958.
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吉公網安備22017302000214號
