原文链接:
https://doi.org/10.1021/acs.est.4c09462
随着全球工业化进程的加速,大气汞污染问题日益严重。汞是一种持久性有毒污染物,能够通过大气传输远距离扩散,最终沉降到陆地和水体中,对生态系统和人类健康构成威胁。植被作为大气汞的主要干沉降途径,其叶片对汞的吸收和积累机制备受关注。然而,不同树种在面对大气汞污染时的生态生理策略差异尚未得到充分研究。这一问题不仅关系到全球植被汞循环的精确模拟,还对制定有效的污染防控策略具有重要意义
。
研究在生态敏感的秦岭北坡进行。该地区经历着显著的气候变化和城市化,为探索对叶片汞积累的多方面影响提供了独特机会。研究团队通过分析落叶阔叶树和常绿针叶树的叶片,探讨了多树种的生态生理策略如何影响大气气态元素汞(
GEM
)的积累。研究采用叶片稳定碳氧同位素比率(
δ
13
C
、
δ
18
O
)、叶片比叶质量(
LMA
)和叶片干物质含量(
LDMC
)等指标来反映树木生态生理特征。研究结果表明,落叶阔叶树叶片总汞
(THg
)浓度和积累速率(
THg
rate
)显著高于常绿针叶树,分别高出
85.3
%和
110.0%
。落叶阔叶树具有较高的气孔导度和光合速率,能够快速响应气象和污染物变化,从而在控制
THg
rate
中起关键作用。相比之下,常绿针叶树的气孔控制较为稳定,
GEM
对其
THg
rate
的直接影响更为显著。此外,降水和风速对叶片
THg
rate
有负面影响,
PM
2.5
和
NO
2
与常绿针叶树的
THg
rate
之间的相关性表明大气汞与污染物之间存在协同变化
。
主要图表
图
1
研究区概况与大气汞、叶片生理、气象条件、环境资源和大气污染物对叶片汞积累的影响示意图。
图
2
不同树种叶片汞浓度和积累速率(
THg
rate
)与大气
GEM
浓度的季节变化。
图
3
叶片汞积累速率(
THg
rate
)与叶片生理、
GEM
、气象因子、环境资源和大气污染物的关系。
图
4
多因子对落叶阔叶
(a)
和常绿针叶
(b)
的相对影响。落叶阔叶
(c)
和常绿针叶
(d)
的偏最小二乘路径模型(
PLS-PM
)描述了叶片生理、
GEM
、气象条件、环境资源和大气污染物对叶片
THg
rate
的直接和间接影响。
本研究创新点在于揭示了不同功能类型树木在应对大气汞污染时的生态生理策略差异,提出了一个将
THg
rate
与生态生理、气象和大气污染因素联系起来的经验模型。这一模型有助于改进叶片汞积累的模拟精度,为全球汞循环研究提供了新的视角。此外,研究结果强调了树种特异性在汞污染防控中的重要性,为制定针对性的生态修复和污染治理策略提供了科学依据。通过这项研究,不仅加深了对植被在大气汞循环中作用的理解,也为未来的环境政策制定和生态保护工作提供了重要的理论支持
。
投稿
:
陕西师范大学地理科学与旅游学院刘晓宏团队
。
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