一、相关信息
原文题目:Microplasticpollutionaltersforestsoilmicrobiome第一作者通讯作者:EeLingNg期刊:JournalofHazardousMaterials
二、研究亮点
(1)研究了森林土壤细菌群落对微塑料(MPs)污染的响应;(2)3%低密度聚乙烯(LDPE)可使土壤呼吸增加8倍;(3)聚酯纤维(PET)和LDPE处理后的土壤微生物群发生分化;(4)MPs对微生物组进化以及气候变化的影响有待进一步研究。
三、研究概要
MPs污染对陆地生物区系的影响,尤其是对土壤生物区系的影响,是一个新兴的研究领域。在该研究中,作者通过检验老化的低密度聚乙烯(LDPE)和聚酯纤维(即聚对苯二甲酸乙二醇酯,PET)对森林微生物组组成和活性的影响,填补了这一知识缺口。第42天时,PET和LDPE处理土壤的细菌群落组成与对照不同。这些变化发生在0.2%和0.4%(重量比)PET和3%LDPE实验组。除了微生物组以外,作者还测量了土壤中相应的物理化学变化。研究结果表明,3%LDPE处理的土壤呼吸速率要比其他处理和对照高8倍。然而,并没有明确的模式将这些变化与所测量到的物理化学变化联系起来。综上所述,作者得出结论:MPs在环境中的老化可能对森林土壤微生物群进化产影响,如果该研究所观察到的土壤呼吸增加可在多个生态系统中重现,则MPs对气候变化可能会有直接的影响。
四、研究目的
该研究旨在确定PET和LDPE对森林土壤微生物组组成(16SrRNA基因)和活性的影响。以及MPs污染对森林土壤微生物群进化的影响,同时探讨添加MPs后森林土壤微生物群与物理化学变化(土壤保水特性、矿质氮)之间的相互关系。
五、主要研究结果
1、对土壤理化性质的影响
与其他处理相比,3%LDPE处理的土壤日二氧化碳通量高出了7至8倍。然而MPs的添加对一氧化二氮以及甲烷的影响并不明显。在10kPa和kPa的低基质条件下,各处理组组间和组内的土壤持水能力差异较大。在PET处理42天的土壤中,氨态氮和硝态氮分别为27-mg/kg和54-mg/kg。其它组的氨态氮和硝态氮分别为54-77mg/kg和60-83mg/kg。然而在MPs暴露7天时,氨态氮最高仅为8mg/kg,硝态氮最高为0.76mg/kg。
2、对土壤微生物群落的影响
MPs的添加导致土壤微生物群落的Alpha发生了变化。在添加3%LDPE和PET实验组中,Shannon指数和Simpson指数要低于对照组,但是与对照组相应指数间并无显著差异。此外,作者还发现各组土壤微生物群落结构显著不同。通过分析各组指示物种发现,有14个ASV在LDPE处理组的相对丰度要显著高于其它组。这14个ASV分别属于Babeliaceae、Burkholderiaceae、Candidatus以及Paracaedibacteraceae科。而在PET处理组中(其与对照组也显著不同),其指示物种来自Sphingobacteriaceae、Chitinophagaceae,以及一些未知分类水平的物种。
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