大气纳米塑料污染可影响红树固碳功能

近日，中国热带农业科学院环境与植物保护研究所元素循环与环境功能研究团队在亚热带与热带滨海地区典型乔木（以红树为代表）应对大气纳米塑料（NPs）污染的生态学机制研究方面取得进展。研究发现，红树植物叶片表面结构特征直接决定其对大气纳米塑料的截留能力与后续转运行为，并进一步影响其固碳功能。研究成果发表于《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）。

桐花树和秋茄叶片截留大气纳米塑料的种间差异机制及其对光合碳固定的影响。中国热科院供图

红树植物为适应高盐环境演化出泌盐（如桐花树）和非泌盐（如秋茄）两种策略，对应地形成了以盐腺分泌和发达角质层阻隔为主导的两种叶片表面结构。

研究发现，在桐花树叶片上，大气纳米塑料优先富集于盐腺区域，其颗粒密度较周围表皮细胞高出53.2%~54.1%。盐腺表面更高的粗糙度及其与大气纳米塑料之间的π–π堆叠作用增强了颗粒的附着。同时，大气纳米塑料可通过盐腺进入叶片内部并向根部迁移。相反，秋茄叶片缺乏盐腺，其发达的角质层能完全拦截大气纳米塑料于叶表，阻碍其向内迁移。

这种大气纳米塑料定位差异进一步引发了物种特异性的光合抑制效应。在秋茄中，角质层拦截的大气纳米塑料形成物理遮蔽，降低光能捕获效率并破坏电子传递，从而显著抑制光反应。而在桐花树中，通过盐腺内化的大气纳米塑料则主要干扰暗反应，导致碳固定关键基因表达下调35.1%~68.3%，直接限制了碳水化合物合成。

该研究为预测大气纳米塑料在滨海与河口生态系统中的环境行为、评估其对蓝碳功能及全球碳循环的潜在影响，以及制定树种特异性的生态风险管控策略提供了重要的理论支撑。

中国热科院环植所研究实习员王麓雅与华中农业大学联培硕士研究生关婷婷为共同第一作者，环植所副研究员魏超贤为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、海南省自然科学基金等项目的资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c14242