微塑料指粒径小于 5 mm 的塑料颗粒，是一种环境新污染物，其在土壤环境中会长期赋存，正逐渐引起人们的重视。微塑料大多是碳链有机物，因此微塑料在土壤中的环境行为可能会影响土壤碳循环过程。此外，土壤中的微塑料在生物和非生物的作用下发生老化，从而导致其环境行为发生变化。
本论文聚焦土壤中老化微塑料对土壤碳稳定性的影响，以土壤中最为常见的低密度聚乙烯为研究对象，探讨老化后微塑料对土壤有机质、酶活、微生物群落以及碳循环相关功能基因的影响，研究结果表明：微塑料经紫外线照射后出现明显的羰基吸收峰，并且降低了微塑料的结晶度。老化微塑料对多种土壤有机质的影响明显，其中，老化微塑料对于土壤总有机碳含量的促进作用明显，但会使土壤溶解性有机碳量降低，对于土壤轻质碳在较长时间（90天）会提升其含量。老化微塑料的加入会抑制碳循环相关的酶（淀粉酶、蔗糖酶以及纤维素酶）活性。老化微塑料对土壤 CO₂排放通量的影响不大，但对于土壤CH₄排放通量的抑制作用较强。
高通量测序结果表明，微塑料的加入不会影响土壤微生物群落的丰富度和多样性。在门水平上，老化微塑料的加入会提升Proteobacteria的丰度，但会降低Firmicutes的丰度。属水平上，老化微塑料30天时提升了 Vicinamibacterales、Vicinamibacteraceae、Gemmatimonadaceae、JG30-KF-CM45和 Sphingomonas 五个细菌属的丰度，90 天时则会降低 MB-A2-108 菌属的丰度。通过 PICRUSt功能预测发现微塑料的加入对微生物群落的功能影响较小。
微塑料的加入会影响土壤中碳循环相关功能基因的丰度，高浓度的微塑料对于淀粉、半纤维素、果胶和木质素降解相关基因的表达有更强的抑制作用，而低浓度微塑料对于纤维素和几丁质降解相关基因的表达有更强的抑制作用。高浓度微塑料的加入对土壤碳固定功能基因的抑制作用更强，并且这一类基因对于微塑料的加入较为敏感，从而影响土壤碳平衡。高浓度微塑料会显著抑制甲烷代谢基因的丰度。另外几乎所有老化处理组相比于未老化处理组对碳循环相关功能基因都有着更强的抑制作用。
土壤有机质与CO₂以及CH₄ 排放通量均为负相关关系，土壤酶活性与CO₂ 排放通量为正相关关系。微生物群落在门水平上，Actinobacteria与CO₂排放通量表现出极显著正相关性，Firmicutes与CH₄排放通量表现出极显著负相关性。功能基因abfA和accA表现出与土壤CO₂排放通量的显著正相关性，四种甲烷代谢基因表现出了与土壤CH₄ 排放通量的极显著正相关性。
本研究从功能基因-酶-微生物（群落）三个层次，揭示了微塑料-碳-微生物之间的相互作用关系，为研究土壤微塑料污染对全球碳平衡及气候变化的影响提供了理论基础与方法支撑。

微塑料,有机碳稳定性,微生物群落,功能基因