第七届青年地学论坛

长江河口湿地生态系统在鱼类产卵和湿地鸟类迁徙等方面发挥着十分重要的作用。受人为活动影响，长江河口湿地不断发生着变化。如沉积物中汞含量增加（宋连环等，2009；Deng等, 2103）、外来植物互花米草迅速蔓延（Li等, 2009）等，这些变化可能对湿地沉积物中汞生物地球化学行为，如汞的甲基化产生重要影响，进而可能对长江河口湿地乃至邻近水域生态系统安全产生更大的威胁。然而，目前相关方面的研究存在诸多不足。
通过采集长江河口湿地典型植物及其根际沉积物柱样（0~40 cm），分析了植物地上部总汞（THg）的累积，沉积物中总汞、甲基汞（MeHg）及其与粒度、有机质（TOC）、还原态硫等环境因子之间的关系，探讨了植物根际沉积物中汞形态特征及其影响因素，并进一步明确了互花米草入侵对沉积物中汞循环的影响。结果表明：（1）估算的芦苇、海三棱藨草及互花米草年平均凋落物THg输入量为8~27g/m²，互花米草达到最高水平(27±8 g/m²)。（2）植物根际沉积物中THg均值为47.5~109.1ng/g， THg与<16 µm颗粒物组分体积百分比及TOC含量之间存在显著正相关关系（r²=0.91，p<0.01；r²=0.58，p<0.01），这指示了沉积物中矿物-有机物复合体细颗粒物的空间分异决定着总汞的空间分异。互花米草入侵促进了细颗粒的沉积，进而间接促进了沉积物中总汞含量的增加。（3）根际沉积物中的MeHg和MeHg/THg的值分别为0.3~0.5 ng/g和0.4~0.7%，且无显著差异；MeHg和MeHg/THg值随深度的增加而降低，表明表层沉积物中汞的甲基化潜势较大。Pearson相关分析表明MeHg/THg与THg、TOC、酸挥发性硫（AVS）之间不存在显著的正相关关系。（4）厌氧培养实验结果显示，不同植物凋落物添加均促进了沉积物中MeHg含量显著增加，但在硫酸盐还原抑制剂和产甲烷菌制剂存在下，甲基汞的净产量受到抑制，这表明硫酸盐还原菌和产甲烷菌可能是参与汞甲基化的主要细菌。（5）硫K边X射线吸收近边结构结果显示，在植物分解过程中，沉积物中形成了大量还原态的无机硫（如FeS）和部分还原态有机硫（如巯基），野外植物根际沉积物样品也显示了还原态的无机和有机硫累积，这些还原态的硫易与无机汞络合形成有机结合态（OM-Hg）、铁硫化物结合态（FeS-Hg）和硫化物结合态汞（HgS），其对沉积物中汞的甲基化贡献较小（Jonsson等，2012），这可能是导致根际深部MeHg含量的减少主要原因。但是在根际表层（0~8 cm），即使表层沉积物中无机汞因还原态有机硫的生成而生物有效性降低，沉积物中汞的甲基化潜势仍较大，这可能与表层新鲜有机质（如藻类和植物凋落物）的不断供给及其降解过程中微生物活性增强密切相关，其作用机理仍需进一步的研究。
 

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