第七届青年地学论坛

热带森林系统在全球物质循环与能量流动中有着举足轻重的作用，然而对热带森林生态系统汞生物地球化学循环的研究极度匮乏，不能明确热带森林在全球汞循环过程中所扮演的角色。本研究中，我们系统地分析了三块1公顷标准热带森林样地中森林地表及土壤剖面中汞的浓度、凋落物沉降通量及同位素组成，旨在解析不同热带森林土壤水平及垂向上的空间分布规律和凋落物沉降特征，以及制约汞在表层土壤中空间赋存状态的因子。本研究表明，补蚌样地、P55样地和那板河样地森林凋落物沉降汞通量依次为75.8±18.6 μg m^-2 yr^-1, 34.3±5.2 μg m^-2 yr^-1, 56.5±11.9 μg m^-2 yr^-1，明显高于亚热带森林及温带/北方森林。考虑到P55样地中凋落物中汞浓度最高(81.5±3.4 ng g^-1)，而补蚌样地凋落物汞浓度最低（66.0±4.0 ng g^-1），这说明汞沉降通量的差异主要受制于气候与植被格局的影响作用。补蚌样地、P55样地和那板河样地森林表层土壤汞浓度分别为70.7±15.6 ng g^-1，79.5±16.5 ng g^-1，114.4±27.7 ng g^-1。该表层土壤中汞浓度特征主要受制于土壤中有机碳的含量，表现出显著的正相关关系。另外，热带森林表层土壤汞浓度与深层土壤汞浓度间也存在显著的正相关关系，这暗示了受深层土壤的风化过程影响或者表层土壤的淋溶作用，即热带森林中表层土壤和深层土壤存在明显的汞交换过程。有趣的是，在补蚌站样地中，最大的凋落物沉降通量导致了最低含量的土壤汞浓度积累。推测原因可能是，三个样地中补蚌站样地水热配合条件最优，快速的物质周转速率能够导致凋落物沉降汞在短时间内快速地归还大气，从而导致了只有最少量的汞最终固化在土壤中。全球而言，约70%的凋落物沉降发生在热带/亚热带森林中，热带森林凋落物的大量沉降汞最终封存在森林土壤中的比例以及对于陆地生态系统土壤汞储库的影响，是当前热带森林汞循环研究中关键所在。未来关于全球循环的研究中，也应该更加关注热带地区等特殊性地区的研究。

 

热带森林,汞,大气沉降,环境土壤学