微塑料（Microplastics,MPs,直径＜5 mm）由于其粒径小、不易降解等特点,可以在土壤环境中长期存在,因此,MPs污染已成为一个全球性的威胁。目前关于MPs对陆地生态系统尤其是农田生态系统影响的研究相对缺乏,了解土壤MPs的污染特征对掌握其生态效应具有重要意义。此外,MPs进入土壤后不仅可以影响土壤理化性质、物质养分循环及微生物营养代谢等关键生态功能,还可以作为重金属载体,改变自身特性或重金属生物有效性,并对土壤-植物系统造成复杂的共同污染和生态毒性。然而,目前针对复合污染方面的研究与了解还很不足,无法刻画MPs及重金属相互作用介导的土壤-植物系统关键生态效应及其相关机理。因此,本文首先调查了覆膜农田MPs污染现状,并探讨了MPs对土壤微生物营养代谢的影响;其次,通过盆栽试验阐明了不同剂量MPs添加对土壤微环境的影响;然后,通过种子萌发试验,探讨了MPs单独或与重金属镉（Cd）复合对植物种子的初始生态毒性;随后通过模拟重金属Cd污染土壤,阐明了MPs添加对植物生理特性的影响及对植物积累Cd的调控因素;最后,进一步通过开展原位重金属污染的根袋法试验,并结合高通量测序技术,深入探讨了实际重金属污染背景下MPs暴露对土壤-植物系统的影响及作用。主要得出以下结果:（1）不同覆膜年限（3、6、10、15和20年）农田土壤受到MPs污染,且MPs可间接加剧土壤微生物代谢限制。结果显示,所有样品均存在MPs污染,丰度范围为647-2840 items kg-1,总丰度随地膜使用年限的增加而增加。研究共发现薄膜、纤维、碎片、颗粒和泡沫五种MPs类型,其中薄膜（33.96%-40.06%）是最常见的MPs形状,其次是纤维（23.76%-30.74%）;小粒径MPs（0-1.0 mm）约占总MPs颗粒的55.20%-71.85%,是发现最多的尺寸类型。酶活性的矢量分析表明,不同覆膜年限土壤微生物代谢同时受到碳和磷的限制,而MPs污染特性与土壤性质和微生物碳、磷限制显著相关。MPs丰度主要通过直接影响土壤微生物特性加剧微生物养分限制,其次是土壤物理性质和土壤养分,而MPs的大小和形状则通过显著影响MPs丰度间接加剧。（2）不同剂量（0.5%、1.0%、1.5%和2.0%w/w干土重）聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）（550μm）暴露可以改变土壤微环境,降低上海青油菜生物量。结果显示,油菜干生物量（尤其是根干重）随MPs浓度的增加而显著减少,整体符合浓度-剂量效应。MPs暴露显著降低了土壤水分,而增加了土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）和溶解性有机碳（DOC）的含量;土壤硝铵态氮（NH4+-N、NO3--N）含量及微生物生物量随MPs浓度的增加而明显改变。MPs暴露下土壤胞外酶活性整体低于对照（CK）处理,各酶活性变化趋势不同。此外,MPs降低了微生物群落的丰富度和多样性,改变了微生物群落的组成,导致特定类群的富集。共现性网络分析表明,相比于真菌群落,细菌群落之间联系更加紧密和复杂,稳定性更强,网络模块更多。结果表明,变形菌门（Proteobacteria）、帕氏菌门（Patescibacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）是土壤细菌的核心菌群,子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）是真菌的关键菌群。此外,细菌与土壤环境因子的相关性显著高于真菌。（3）不同尺寸、不同浓度MPs单独或与重金属Cd复合可对上海青油菜种子萌发和生长特性产生影响,此外,MPs与Cd相互作用对种子产生不同的初始生态毒性。结果表明,与CK处理相比,100 nm PS处理在低浓度(50 mg L-1和100 mg L-1)下促进种子萌发,在中浓度(200 mg L-1和500 mg L-1)下抑制萌发,在高浓度(1000 mg L-1)下无影响。在5μm PS处理下,低浓度促进发芽率（GR）,而中、高浓度抑制;MPs暴露总体上抑制了种子发芽势（GV）、发芽指数（GI）和活力指数（VI）,且随PS浓度的增加而增强。100 nm和5μm PS对芽长的影响分别为“低浓度无影响,中、高浓度抑制”和“低浓度促进,中、高浓度抑制”。根长均表现为“低浓度促进、中高抑制”。100 nm PS+Cd暴露下,种子的发芽率表现为“低促中高抑”,而5μm PS+Cd处理种子的发芽率与对照无显著差异。此外,在100 nm PS+Cd处理下,≥500 mg L-1,GV、GI和VI受到显著抑制,其余与CK无差异。而在5μm PS+Cd处理下,GI和VI表现为低促进、中和高浓度抑制。共暴露对芽长和根长均表现为“低促进、中高抑制”。总体而言,MPs和Cd在低浓度时对种子萌发和生长特性表现出协同作用,在高浓度时表现出拮抗作用。MPs在一定程度上降低了单一Cd的毒性作用,而小尺寸PS对植物的毒性强于大尺寸。（4）不同浓度PS（75μm）单独或与Cd复合影响了上海青油菜的生长和生理特性,同时,MPs添加调控了植物组织对Cd的积累。结果表明:单施MPs处理下,随着PS剂量的增加,植株生物量、光合参数和叶绿素含量显著降低。虽然PS和Cd共暴露对油菜的负面影响高于PS单独处理,但与Cd单独处理相比,MPs的添加缓解了Cd对油菜的毒性作用,降低了植物对Cd的吸收和积累。此外,植物可以通过增强超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性来抵抗PS与Cd共暴露引起的丙二醛（MDA）含量增加和氧化应激（H2O2和O2·-）。相对重要性（%）的线性模型显示土壤SOC和蔗糖酶活性分别是影响地上部和地下部Cd吸收的关键变量。此外,土壤微环境的改变,特别是Cd有效性的改变,可以通过影响植物特性间接调控其对Cd的吸收。（5）原位污染（Pb-Cd）土壤中施用不同浓度的MPs可显著影响上海青油菜生长和金属吸收,MPs添加改变了土壤重金属的形态分级;同时,MPs与重金属相互作用影响了根际微生物群落结构和组成。结果表明,与CK处理相比,MPs添加整体降低了植物生物量、氮磷含量,抑制了根系生长,然而该抑制作用随PS浓度的增加而减弱。植物的MDA含量和抗氧化酶活性随PS浓度的增加而降低。地上部氮含量和根平均直径分别是影响植物地上部和根系生长的关键驱动因素。土壤性质也受到MPs添加剂量的显著影响,根际和非根际土壤的重金属总浓度和生物有效性均随PS浓度的增加而显著降低,MPs导致重金属形态向更稳定的有机结合态和残渣态转化。此外,MPs显著影响了根际和非根际土壤的细菌和真菌多样性和群落结构,并可以富集细菌降解类群。微生物共生网络显示,根际土壤中的真菌群落比细菌群落的联系更为复杂,而非根际土壤的情况则相反。此外,油菜根部的Cd、Pb浓度显著高于地上部,且MPs添加降低了植物对重金属的吸收和转运。土壤水分是影响油菜Cd、Pb吸收的最关键驱动因素,同时相比于Pb,植物组织更容易吸收和积累Cd。