可降解微塑料誘導激發效應研究獲進展

土壤是陸地生態系統最大碳庫，其變化會影響大氣二氧化碳濃度。微塑料經污水灌溉、農膜殘留、有機肥施用等途徑進入土壤。可降解微塑料作為碳源，通過激發效應影響土壤有機碳礦化，但其作用機制尚不明確。因此，研究可降解微塑料的轉化過程及其對有機碳礦化的調控機理，是評估微塑料污染下土壤碳動態的關鍵科學問題。

近日，中國科學院東北地理與農業生態研究所在可降解微塑料誘導激發效應研究方面取得進展。研究發現，與未添加微塑料的土壤相比，高可降解性聚羥基脂肪酸酯可通過分解釋放更多可溶性有機碳促進微生物生長，進而以正激發效應提升土壤有機碳礦化。與之相反，低可降解性聚乳酸會吸附固持土壤中的可溶性有機碳，降低土壤碳有效性，使有機碳礦化量減少。

研究顯示，深層土壤的有機碳、總氮、碳氮比、可溶性有機碳及微生物生物量碳均低于表層土壤，而pH值高于表層土壤。隨機森林模型分析表明，可溶性有機碳是調控土壤激發效應的最關鍵因子，總氮為次要調控因子。

研究進一步發現，真菌通過酶介導的養分挖掘過程，以微塑料來源的可溶性有機碳為碳源，驅動正激發效應，而細菌通過優先吸收同化該碳源，促進微生物殘體積累，從而通過微生物和礦物碳泵減弱激發效應強度。

該研究突顯了土壤碳有效性在調控微塑料誘導激發效應中的作用，揭示了可降解微塑料來源的可溶性有機碳可通過調控微生物群落結構，對不同土層有機碳礦化產生差異化影響，為評估可降解微塑料污染的土壤生態風險提供了新視角。

相關研究成果發表在Soil Biology and Biochemistry上。研究工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中國科學院相關項目等的支持。

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