揭秘塑料际：海洋生物的“人造栖息地”（下）（胥悦 方崇宇）

独一无二的微观生态系统

通过上述过程，海洋塑料碎片的表面很快就会被一层薄薄的生物膜覆盖，形成独特的微生物栖息地——塑料际。因此，人类排放的漂浮在海洋中的塑料垃圾，不仅是海洋环境的污染物，还与海洋生物“默契”地形成了共生关系，缔造了新的“生命绿洲”。这一完全由人造物质提供的全新生态系统，展现出独特的功能与多样性。

塑料际的“居民们”

塑料际不是简单的微生物附着物。塑料际生物膜中的微生物种类丰富，构成了一个成分独特的微生物“社会”，其中包括初级生产者、捕食者、分解者以及共生生物等多种生物角色。在各种塑料际中，细菌是主要的生物类群，包括变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes、放线菌门Actinobacteria等。塑料际还包括不少光合生物，例如硅藻和蓝细菌，它们发挥着重要的生产者的作用。此外，真菌、纤毛虫等微生物也被发现生活在塑料表面。这些微生物紧密排列在塑料表面，形成了一个完整、复杂的微观生态系统。[12,13]

相比于生物种类分布更“均质”的自然海洋生态系统，塑料际生态系统具有更高的生物异质性，也就是说，其微生物种类差异更大。虽然还没发现仅生活在塑料际的海洋微生物，但有不少研究表明，某些在自然水体中相对稀少或不占优势的微生物，反而能在塑料际聚集。例如，弧菌属Vibrio的细菌在一些塑料样本中占据高达24%的比例，远高于在自然海水中的比例（<1%）。此外，“镶嵌”在塑料表面凹陷中的微生物群落，以及多种烃类降解微生物也更喜欢聚集在塑料际中。当然，塑料垃圾来源于人类排放，形成的塑料际中也包含不少陆地原始环境中的微生物，它们将塑料际作为自己的“安全屋”，让自己更易适应海洋环境。这些现象揭示了塑料际生态系统独特的生物结构。[12-14]

什么塑造了这个独特的生态系统？

塑料际的微生物组成体现出强烈的区域特征。科学家发现，在不同海域、不同纬度、不同深度，塑料际微生物群落都具有较大的差异，这是由海洋环境不同的物理、化学特性导致的。[15]

同时，塑料聚合物的类型（PE、PP等）也会影响附着微生物的种类。但与其所在海域与环境因素相比，塑料类型的作用相对次要，表明微生物能否生存主要还是取决于其所处海水环境，而不是塑料载体。[15,16]

此外，塑料际并非一成不变，而是不断演化、群落多样性不断提高、结构逐渐复杂的。塑料际形成早期通常由硅藻主导，积累光合产物，有利于生物膜形成；后期则会富集具有固氮等功能的微生物类群。这说明塑料际的生物群落结构随着时间演变，与生物膜成熟度息息相关。[13]

塑料际的功能与潜在影响

塑料的难降解性导致它们容易“随波逐流”，在海洋里随着洋流输送，伴随着塑料际生物膜的保护作用，形成一个个高效的微生物“木筏”。生存在塑料际的微生物通过这些“木筏”，穿梭在各个海域空间。因此，各种病原体、污染物便会通过塑料际肆意传播，不仅存在被鱼类、浮游动物、贝类等生物误食而积累微塑料的风险，还促进了病原体的传播，增加藻华、生物病害的发生概率，并通过级联放大效应最终影响到我们人类。[12,14]

当然，塑料际作为众多微生物的栖息地，也会参与海洋的元素循环过程。塑料本身就是有机碳聚合物，能够吸附海水中的有机物质，因此，相比于周围自然水体，塑料际中的微生物具有更强的代谢有机化合物的能力。已有证据表明，塑料际中生存着多种已知的烃类降解细菌。换言之，塑料际也具有更高的降解有机污染物的潜力，对海上石油泄漏、陆地工业污染物排放的治理也许能够发挥一定的作用。同时，塑料际中的部分微生物还具有反硝化、还原硝酸盐以及氧化硫化物等功能，也许会进一步影响着周围海洋环境的氮循环、硫循环。[12,14]

结语

毋庸置疑，塑料垃圾、微塑料对海洋环境造成了严重的危害，甚至会影响到人类。但塑料在排入海洋的过程中，也“意外”创造了独特的塑料际生态系统。塑料际不仅仅是生物附着物，更是结构完整、功能复杂的生态系统，具有许多我们尚未发现的潜力。多角度、深入地研究海洋微塑料，有助于我们了解当前海洋环境变化，制定相关政策，妥善处理人与自然的关系，为人类与地球开创可持续发展的未来！

塑料际的潜在威胁（气候变化、动植物健康、人类健康、食品安全、水质、土壤质量、微生物入侵等方面） / 引自文献[14]

参考文献

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信息来源：厦门大学

作者：胥悦、方崇宇

由海洋负排放（ONCE）国际大科学计划、厦门大学碳中和创新研究中心支持。