海洋塑料污染已席卷全球。2021年联合国环境规划署发布了《从污染到解决方案：海洋垃圾和塑料污染全球评估》报告。报告显示，海洋垃圾中85%是塑料；到2040年，流入海洋生态系统的塑料垃圾量将增加近两倍，相当于每一米海岸线将有50公斤的塑料垃圾。 

　　海洋塑料可以为微生物提供附着的基质和生态位，使得微生物在其表面生长定殖，形成生物膜（图1），这种新的人造生态系统被称为塑料圈。目前，已有大量研究关注了海洋塑料圈中微生物群落（藻类、细菌、古菌、真菌、病毒和原生生物等）的富集和演替，探索了微生物群落内部的交互作用、代谢能力以及微生物群落如何影响周围环境。海洋塑料圈具有与周围水体不同氧化还原梯度的微环境，因此定殖在塑料圈中的微生物可能会呈现不同的生物地球化学循环模式；然而，探究塑料圈在元素地球化学循环过程中发挥的功能潜势的研究相对较少。 

　　中国科学院城市环境研究所朱永官院士团队发现，河口塑料圈具有较高的反硝化活性和强温室气体N₂O释放能力，高于周围水体释放N₂O的1.5-2倍。研究还发现，这些温室气体N₂O的释放主要来自于细菌和真菌介导的反硝化过程。与周围水体相比，塑料圈表面的反硝化微生物群落具有较高生态位宽度和重叠率，并且呈现了不同反硝化核心物种。这些结果对于深入理解和评估漂浮在海洋系统中塑料碎片的生态作用和环境效应具有重要意义。 

　　研究工作得到基金委创新群体项目和国家自然科学基金青年项目的支持。 

图1. 塑料表面生物形成过程及N₂O释放

本文来源：中国科学院城市环境研究所