地球化学研究所揭示青藏高原山地森林土壤汞累积机制

我国自改革开放以来，经济取得了举世瞩目的成就，但逐年攀升的能源及原材料需求，使得我国成为世界上的头号汞排放大国。理清人为源汞的排放与生态系统汞的源汇关系，成为研究我国汞污染的当务之急。森林系统占全球陆地总面积的31%，学术界一直认为森林系统的汞汇可能被远远低估了。这是因为在所有陆地生态系统中，森林生态系统特别是山地森林系统汞的生物地球化学循环过程非常复杂。而我国是一个多山地的国家，90%以上的森林均为山地森林，因而研究我国山地森林土壤汞的累积与源汇关系具有重要意义。 

中国科学院地球化学研究所冯新斌研究员课题组近来与中国科学院·水利部成都山地灾害与环境研究所的罗辑研究员联合攻关，以“世界屋脊”之称的青藏高原近25个山地森林站点为研究对象，运用汞稳定同位素示踪技术，揭示了青藏高原山地森林土壤汞的累积机制。研究表明，奇数汞同位素 (Δ¹⁹⁹Hg 与 Δ²⁰¹Hg) 的非质量分馏能够识别森林凋落物与土壤汞的主要来源；在较低的海拔区域 (3100-3600 m)，局地人为源汞排放是影响大气汞含量升高的主要原因，然而在较高的海拔区域 (3700-4300 m)，大气汞分布主要受大气汞的长距离传输的控制。凋落物汞的沉降是山地森林土壤汞的主要来源，高海拔“冷阱”（Cold-trapping）相关的降雨与温度通过控制凋落物的生物量间接影响土壤汞的累积。 

该研究的主要学术贡献表现在：先前山地森林系统基于通量测定的研究结果，均强调海拔升高的过程中，“冷阱”作用使得森林大气汞的沉降主要以大气汞的湿沉降方式进入森林土壤系统，而本研究基于汞稳定同位素示踪的新技术手段，否定了上述假说，提出了山地森林系统土壤汞积累是通过植被叶片吸收大气汞后随调落物进入土壤的新观点。 

该研究发表在《Environmental Science & Technology》杂志上，其全文链接为 http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.6b03806?journalCode=esthag。（环境室冯新斌课题组供稿）