红树林与海岸植被微塑料截留效应比较研究：从叶片形态到根系沉积的关键机制

针对海岸带微塑料(MPs)污染监测难题，印度Tuticorin海岸的研究团队通过ATR-FTIR和光学显微技术，系统分析了白骨壤(Avicennia marina)叶片(0.9±0.3 items/cm2)、根系(4.2±3.8 items/kg)及根际沉积物(30.33±13.67 items/kg)的MPs富集特征，揭示蜡质角质层和气生根的特殊结构使红树林成为MPs高效生物指示器，为构建城市绿色减污设施提供科学依据。

　　

在塑料污染席卷全球的今天，微塑料（Microplastics, MPs）这种直径小于5毫米的顽固颗粒，正通过河流、风力等途径入侵地球每个角落。尤其令人担忧的是，海岸带作为陆海交汇区，其特有的红树林生态系统正面临MPs污染的严峻挑战。虽然已有研究证实红树林能截留MPs，但关于其不同器官（如叶片和根系）的截留机制差异，以及与陆地植物的截留效能对比，仍存在巨大认知空白。

为解开这些谜团，来自Suganthi Devadason海洋研究所的研究人员选择印度Tuticorin海岸的白骨壤(Avicennia marina)作为研究对象，开展了一项开创性研究。通过比较红树林叶片、根系及根际沉积物中的MPs富集特征，并与周边陆地植物进行对照，首次系统揭示了红树林特殊器官结构对MPs的截留机制。这项发表在《Estuarine, Coastal and Shelf Science》的研究，不仅为海岸带MPs污染监测提供了新思路，更为基于自然的解决方案（NbS）设计提供了关键科学依据。

研究团队运用光学显微镜进行MPs形态学观察，结合ATR-FTIR（衰减全反射-傅里叶变换红外光谱）技术对聚合物成分进行鉴定。样本采集自Tuticorin海岸三个典型位点，包括红树林区与非红树林对照区，通过标准化采样流程获取叶片、根系及沉积物样品。

研究区域
选择Tuticorin Roche Park的退化红树林区（08°46'582"N, 78°09'363"E），该区域受盐田扩张影响显著，白骨壤作为优势种呈现矮化特征，为研究人类干扰下的MPs富集规律提供了理想场所。

结果与讨论
研究发现红树林根际沉积物MPs丰度（30.33±13.67 items/kg）显著高于非红树林区（7.6±2.8 items/kg），证实气生根(pneumatophore)的密集结构能促进沉积物MPs截留。叶片MPs截留量（0.9±0.3 items/cm²）远超周边陆地植物，归因于其特有的蜡质角质层、微小绒毛和盐结晶形成的粗糙表面。纤维状聚乙烯（PE）是各器官共有的主要MPs类型，而沉积物中聚合物多样性更高，反映不同截留机制的筛选效应。

结论
该研究确立了红树林作为MPs污染生物监测器的三大科学价值：1）气生根网络通过物理阻滞增强沉积物MPs富集；2）特化叶片形态对大气MPs具有选择性捕获能力；3）器官特异性截留特征可指示MPs来源途径。这些发现不仅深化了对"蓝碳生态系统"污染截留机制的理解，更为城市规划者筛选高截留效能植物（如具蜡质叶片的物种）建设抗MPs绿色基础设施提供了直接依据。

值得注意的是，研究揭示了海岸带MPs污染的"双重输送机制"——既通过河流输入沉积物MPs，又借助海盐气溶胶远距离输送大气MPs。这一发现对构建海岸带立体化MPs监测网络具有重要指导意义。尽管研究未涉及MPs的生态毒性效应，但其建立的器官尺度MPs富集分析方法，为后续研究MPs在食物网中的传递规律奠定了方法学基础。