山东大学环境研究院刘建教授课题组于2021年7月在环境领域顶级期刊Water Research上发表了题为“The ecology of the plastisphere: Microbial composition, function, assembly, and network in the freshwater and seawater ecosystems”的研究论文，全面剖析了塑料际的微生物生态规律。Water Research由国际水协（IWA）主办，是环境领域两大顶级期刊之一，入选自然指数源刊，2020年影响因子为11.236。

第二届联合国环境大会上，微塑料污染被列入环境与生态科学研究领域的第二大科学问题，成为与全球气候变化、臭氧耗竭和海洋酸化并列的重大全球环境问题。微塑料提供了一个疏水、悬浮、有机的特殊基质，选择性富集环境微生物形成生物膜，这个新的人造生态系统被称之为“塑料际”。目前对于塑料际这个新的生态系统还缺乏了解。

本研究同时在淡水和海水生态系统中对塑料际的微生物组成、功能、装配机制、交互作用网络进行了全面剖析。研究发现塑料际微生物群落组成和结构与水环境微生物群落显著不同，并存在大量特有物种，这可能带来微生物入侵风险。塑料际微生物功能与水环境微生物功能之间存在显著差异，差异功能包括致病功能、化合物降解功能以及碳氮硫元素循环相关功能。塑料际与水环境微生物功能之间的差异在淡水和海水生态系统中表现不同，说明塑料际在淡水和海水生态系统可造成不同的生态影响，这是以往的研究所忽视的。水环境的氧化还原电位、盐度、溶解性有机碳浓度以及氮相关离子（氨氮、硝氮、亚硝氮）浓度驱动着塑料际微生物群落变异，但塑料际微生物群落对水环境理化因子的敏感度低于水环境微生物群落，这体现了微塑料对微生物的蔽护作用。确定性过程主导着塑料际微生物群落的装配。破碎化、异质性、生态位过滤等因素造成淡水生态系统中塑料际微生物交互作用网络比水环境微生物网络的复杂度更低、模块化更高以及竞争关系更多，而在资源匮乏、环境严苛的海水生态系统中，塑料际的蔽护以及提供养分等作用使得其微生物交互作用规律与淡水生态系统的规律相反。总之，本研究对全面了解塑料际生态以及微塑料风险做出重要贡献。

该论文的第一作者为环境研究院博士研究生李长超，通讯作者为环境研究院刘建教授，该研究得到国家自然科学基金项目（No. 32071523）等基金的资助。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117428

文/图：刘建  李长超