第七届青年地学论坛

微塑料污染及其生态环境效应已成为环境科学领域的学术前沿和热点。微塑料因具有粒径小、比表面积大、疏水性强等特性，可作为水环境中微生物、致病菌和污染物的载体（Zettler et al., 2013）。近年来，微塑料在国内外红树林区水体、沉积物及生物体中频繁被检出，且丰度呈现出不断增加的趋势（Deng et al., 2021）。此外，红树林生境的特殊性与复杂性使得该地区具有极为丰富的微生物群落。但该区域微塑料表面生物膜的形成过程相较于近岸海水有何差异；潮汐作用怎样影响微塑料表面生物学特征；微塑料的滞留是否会影响该地区微生物驱动碳、氮、硫等循环过程。目前这些科学问题尚未得到解答，亟需研究。
基于此，本研究以红树林区常见的聚乙烯（PE）微塑料为研究对象，通过野外原位暴露的方法，采用显微镜、高通量测序等技术手段，阐明了暴露于红树林区水体、光滩和表面沉积物中微塑料表面微生物群落结构特征，揭示了该系统中不同暴露点下微塑料表面生物膜的功能多样性及其差异。
与水和沉积物相比，暴露于光滩的PE微塑料表面定殖有大量的微生物，表明微生物可通过潮汐的携带作用附着在微塑料表面。且三个暴露点上PE微塑料表面的微生物群落结构存在明显差异，光滩上PE微塑料表面微生物群落的多样性明显较其它点高。暴露于水中的PE微塑料表面的优势菌为变形菌门（70%）和拟杆菌门（20%）；光滩上PE微塑料则以变形菌门（43%）、拟杆菌门（16%）、浮霉菌门（9%）和放线菌门（7%）为主；沉积物中PE微塑料上占比较大的为变形菌门（86%）。基于FAPROTAX数据库，水中PE微塑料表面微生物主要包括化能异养菌（44%）、寄生虫（13%）、病原菌（13%）和芳香化合物降解菌（13%）；光滩上微塑料表面微生物以化能异养菌（31%）为主；而沉积物中PE微塑料表面则以硫酸盐还原菌（70%）为主要功能菌。附着在微塑料上的寄生虫、病原菌、芳香化合物降解菌和硫酸盐还原菌的丰度较水或沉积物中高，表明长期滞留于红树林区的微塑料可改变该区域微生物群落结构特征和功能多样性，进而影响由微生物介导的碳、硫循环等代谢活动。本文可为深入探究红树林区微塑料的生态效应及微生物驱动的生物地球化学元素循环提供必要的科学支撑。

微塑料；红树林生态系统；微生物群落结构；功能多样性