冰川森林及喀斯特森林汞循环研究取得新进展
图1. 冰川退缩区森林演替序列有机质土壤中POM-MAOM框架下迁移演化累积的示意图
鉴于此，中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室冯新斌研究员团队以海螺沟冰川退缩区森林演替序列为研究平台，结合汞同位素示踪技术，厘清了汞在颗粒态有机质（POM）与矿物结合态有机质（MAOM）分布及其同位素组成特征，解析了不同森林类型土壤有机质结合汞的来源、累积及其还原过程。本研究的亮点主要体现在以下两点上。一是，POM-MAOM土壤有机质分类框架，能为解析有机质土壤汞累积、迁移及转化过程提供新契机。二是，氮与汞在含量及同位素层面均具有显著的相关性，土壤有机质中巯基与N/O基团对汞具有强络合能力，随着有机质-矿物质复合体形成，将导致汞的相态转化、氧化还原、迁移过程发生改变。
图2. 冰川退缩区森林演替序列有机质土壤中POM-MAOM框架下汞与氮分布、化学计量比及其相关关系
图3. 冰川退缩区森林演替序列有机质土壤中POM-MAOM框架下汞与氮同位素组成与森林系统典型端元汞、氮同位素组成
图4. 冰川退缩区森林演替序列有机质土壤中POM-MAOM框架下汞与氮同位素相关关系
此外，冯新斌研究员团队与中国科学院亚热带农业生态研究所王克林研究团队合作解析了环江典型喀斯特森林汞的沉降、累积及迁移过程。鉴于喀斯特森林土壤不连续、破碎化的特点，研究团队基于生态监测站的大样地，通过高分辨率采样及其汞同位素示踪技术，解析了典型喀斯特峰丛洼地森林系统凋落物汞沉降与土壤汞累积的时空变化规律以及土壤汞来源累积过程。其中，此研究工作的亮点就是发现：喀斯特峰丛洼地土壤汞超累积，累积程度是坡地区域的10-40倍、基岩的近400倍；而超累积的汞主要来自于峰丛坡地区域土壤侵蚀与洼地有机质-矿物复合体进一步富集吸附过程。
图5. 环江峰丛洼地森林系统大气汞沉降及土壤汞累积过程的示意图
上述研究成果均发表在环境科学与地球科学研究领域期刊Environmental Science & Technology（《环境科学与技术》）上。该系列研究得到了国家自然科学基金（41977272、42122053、42071073）、国家重点研发基金（2022YFF1300703）等项目资助。
论文信息1：Fei Wu, Luhan Yang, Xun Wang, Wei Yuan, Che-Jen Lin, and Xinbin Feng; Mercury Accumulation and Sequestration in a Deglaciated Forest Chronosequence: Insights from Particulate and Mineral-Associated Forms of Organic Matter. Environmental Science & Technology 2023 57 (43), 16512-16521; DOI: 10.1021/acs.est.3c03107.
论文链接1：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c03107
论文信息2：Hu Du, Xun Wang, Wei Yuan, Fei Wu, Longyu Jia, Nantao Liu, Che-Jen Lin, Jiang Gan, Fuping Zeng, Kelin Wang, and Xinbin Feng; Elevated Mercury Deposition, Accumulation, and Migration in a Karst Forest. Environmental Science & Technology 2023; DOI: 10.1021/acs.est.3c05409
论文链接2：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c05409
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