第七届青年地学论坛

地气间汞（Hg）的双向交换过程是全球汞循环中至关重要的环节，但是其中复杂过程的贡献份额尚不清楚。当前研究认为地气间汞的交换过程是多重过程叠加后的净积累的结果，主要包括大气汞直接的干沉降，光致过程驱动下的表层土壤的还原释放以及深层土壤汞被还原形成壤中气后的再扩散释放过程。本研究中，我们在典型亚热带常绿阔叶林森林利用近地表大气、土壤、壤中气、地气交换过程中气体的汞稳定同位素的指纹特征定量解析上述过程在地气交换过程中的贡献份额。壤中气的汞同位素除冬季(δ²⁰²Hg= –1.72±0.41‰ 和 Δ¹⁹⁹Hg= –0.31±0.08‰)外，其余季节里表现基本一致（δ²⁰²Hg= –0.62 ± 0.48‰ 和 Δ¹⁹⁹Hg= –0.51±0.04‰）。我们认为导致该结果的原因是冬季时壤中气中汞受到了明显的大气汞的混入的影响，而春季至秋季里，壤中气主要来源于土壤汞的还原过程。受到地气交换影响下的通量箱出气口气体的汞同位素奇数非质量分馏特征也表现出明显的季节性差异，在冬季净通量表现为沉降时，出气口气体Δ¹⁹⁹Hg= -0.08±0.05‰，在夏季通量表现为释放时候，出气口气体Δ¹⁹⁹Hg=-0.33±0.05‰。基于汞同位素特征，结合汞通量结果，我们进而构建了地气双向交换过程中的同位素质量平衡模型。结果表明，土壤再释放的汞组要来自于壤中气汞再释放过程，也表现出明显的季节性差异在夏季表现为主导地位(11.3±2.5 ng m^-2 h^-1)，而冬季时贡献相对较少(0.03±0.03 ng m^-2 h^-1)。其次是表层土壤中汞光致还原过程，夏季时为1.9±1.1 ng m^-2 h^-1，而冬季时为0.3±0.3 ng m^-2 h^-1 。这意味着每年亚热带森林能够释放通量为50 ± 41 μg m^-2 yr^-1，而大气汞直接的干沉降大概为42 ± 33 μg m^-2 yr^-1，占本研究区凋落物干沉降的60%。本研究为未来构建更为完善的全球汞循环，特别是估算森林生态系统汞的再释放过程，提供了新的认知和视角。
 

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