微塑料组与氮沉降协同作用驱动滨海盐碱湿地生态系统多功能性与稳定性的生物多样性调控机制

针对微塑料污染和营养盐沉降超越行星边界值的生态风险问题，中国环科院团队创新性提出"微塑料组(Microplastome)"概念，通过多因子控制实验揭示N沉积与微塑料组互作通过提升物种/功能/系统发育多样性，显著增强生态系统多功能性(132.7%)和稳定性。该研究为滨海湿地应对复合污染提供了理论基石，发表于《Environmental Research》。

　　

在全球塑料产量突破3亿吨却仅有5%回收率的背景下，微塑料污染已逼近行星边界阈值。与此同时，农业化肥滥用导致氮(N)、磷(P)沉积同样突破生态安全红线，这两类人为胁迫因子在滨海湿地形成复杂交互效应。传统研究多聚焦单一污染物影响，而中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室的Zirui Meng团队首次系统探讨了微塑料组（包含多种微塑料及其吸附物质的复合体系）与营养盐沉降的协同生态效应。

研究团队创新性地采用天津滨海盐碱湿地土壤种子库构建原生植物群落，设置高/低微塑料组(HMPE/LMPE)与N、P沉积的复合处理。通过高通量植物表型分析、随机森林算法和结构方程模型等前沿技术，首次量化了生物多样性维度（物种、功能、系统发育多样性）对生态系统多功能性(EMF)的调控贡献。

Response of ecosystem multifunctionality and ecosystem stability
数据显示：N沉积与HMPE互作使生态系统稳定性提升132.74%，这种"胁迫增效"现象颠覆了传统生态阈值理论。值得注意的是，HMPE使系统对P沉积的多功能性响应降低93.36%，揭示微塑料组可能通过改变土壤酶活性（如磷酸酶）重塑营养限制格局。

Response of diversity and composition of plant community
群落重构分析发现，碱蓬(Suaeda glauca)、藜(Chenopodium album)等盐生植物在复合处理中占比提升21.8%，其特有的肉质化叶片和离子区隔化策略形成功能互补。系统发育多样性指数(PD)与EMF的相关系数达0.83，证实进化史差异驱动的生态位分化是关键机制。

Discussion
研究突破性地提出"多维度多样性主导假说"：微塑料组通过物理遮蔽效应促进浅根系物种衰退，而N输入加速演替进程，二者协同筛选出具有高效资源利用策略的物种组合。土壤微食物网分析显示，微塑料载体吸附的有机质可能激活了固氮菌群(nifH基因丰度增加2.1倍)，这种"意外施肥效应"部分解释了多功能性提升现象。

Conclusion
该研究为行星边界框架下的生态风险评估提供了新范式，证实超越安全阈值的污染物可能通过生物多样性重构产生非线性的生态效应。实践层面提示，滨海湿地修复需重点关注微塑料-营养盐的交互窗口期，通过调控植物功能群配置来维持生态系统服务。未来研究需拓展到不同气候带湿地，并开发微塑料组特征参数与生态功能的定量预测模型。

（注：全文实验数据来自天津滨海湿地20个10m×10m样方的土壤种子库，主要技术包括：①原位¹⁵N同位素示踪；②植物功能性状高通量表型平台；③土壤酶活性荧光检测体系；④基于Random Forest的特征重要性排序；⑤结构方程模型(SEM)的路径分析）