CO2浓度升高通过根际溶解有机质（DOM）调控铅（Pb）的生物有效性：植物修复与气候变化互作机制

本研究通过薄层梯度扩散技术（DGT）和荧光光谱分析，揭示了大气CO2浓度升高（eCO2）如何通过改变根际溶解有机质（DOM）组分（如氨基酸类物质和微生物代谢物），显著提升铅（Pb2+）的生物有效性（增幅达217.6–416.0%）并加速其解吸动力学，为气候变化下重金属污染修复提供了新机制。

　　

Highlight

铅积累动态与抗氧化适应

在铅污染土壤中生长4个月的白三叶草（Trifolium repens L.）表现出强抗性。eCO₂显著促进植物生长，根系-地上部比例增加，光合效率提升（P < 0.05）。低铅和高铅胁迫下，叶绿素含量分别增加4.1%和10.8%，净光合速率在eCO₂条件下提高近1.7倍。

讨论

本研究阐明eCO₂如何通过植物适应性策略和根际DOM介导重构铅动态。结合植物生理响应、生物地球化学模型和DOM表征，我们发现eCO₂通过DOM-金属相互作用增强铅迁移性，同时驱动白三叶草优化资源分配以应对胁迫。这些发现解决了气候变化对重金属迁移影响长期存在的矛盾。

结论

大气CO₂浓度升高通过改变DOM组成和根际化学，显著提升白三叶草根际铅的生物有效性和迁移动力学。形态模型显示eCO₂下可移动铅组分明显增加，与根际相互作用增强和DOM介导的金属络合过程密切相关。该研究为气候变化下铅污染植物修复策略优化提供了关键理论依据。