可生物降解塑料虽然被视为替代传统塑料以缓解土壤塑料污染的绿色替代品，但由于它们可能比传统塑料更快地分解成微塑料，从而对陆地生态系统，特别是植物生态系统构成额外的威胁。不仅如此，微塑料被认为会破坏植物-土壤生物的相互作用，进一步导致植物生长受到影响。然而，现有研究多集中在个体植物层面，关于微塑料对植物群落多样性和生产力方面的潜在影响仍鲜有报道。因此，微塑料对植物群落造成的生态后果存在着极大的不确定性。
基于以上研究空白，中国科学院东北地理与农业生态研究所生物入侵生态学研究团队设计了一个包含多种微塑料、多个本地植物群落的温室盆栽实验（图1）。实验设计如图1所示：对由5种草地植物组成的本地群落分别进行 11 微塑料（5可降解微塑料，5不可生物降解微塑料，1对照）和土壤灭菌（灭菌vs.不灭菌）的全因子处理。
图1实验设计示意图
贝叶斯统计模型结果表明，微塑料对植物群落生产力和多样性具有不同的影响（表1）。具体而言，土壤生物群能够减轻可生物降解微塑料对植物群落地上生物量的不利影响（表1，图2）。然而，在土壤生物群的介导下，无论微塑料是否具有可生物降解性，微塑料的存在就会显著降低植物群落多样性，而这种影响主要是由 PCL、EVA 和 PVC 引起（表1，图3）。进一步分析表明，在全模型中排除PBS，无论是在活体土壤还是灭菌土壤中，可生物降解微塑料和不可生物降解微塑料均不会对群落地上生物量和多样性产生显著影响。
表1 微塑料类型和土壤灭菌处理对植物群落地上生物量和多样性的影响
图2不同微塑料类型对植物群落地上生物量（预测值）的影响差异
图3不同微塑料类型对植物群落生物多样性的影响差异
基于以上，我们的多物种实验表明，虽然可生物降解微塑料通常被认为更具环境友好性，但它们对植物群落生长和多样性的危害并不一定低于不可生物降解微塑料。某些生物可降解微塑料，如PBS，仍然会对植物群落结构和生产力造成重大生态风险。同时，研究结果也表明土壤中存在的生物群能够缓解某些可生物降解微塑料对植物群落的不利影响。
该研究成果于近期发表在英国生态学会旗舰期刊Journal of Applied Ecology上，中国科学院东北地理所助理研究员付岩梅为论文第一作者，姜明研究员和刘艳杰研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金青年基金（32201341）、中国科学院人才项目（Y9B7041001，2021VBB0004）的资助。
论文信息：
Yanmei Fu,Ayub M.O.Oduor,Ming Jiang*,Yanjie Liu* (2024) Soil biota modulate the effects of microplastics on biomass and diversity of plant communities. Journal of Applied Ecology. doi: 10.1111/1365-2664.14777.
