區(qū)域人類活動的不斷加劇導(dǎo)致人類活動排放到大氣中的重金屬日益增加。吸附于細顆粒物中的重金屬能夠隨大氣環(huán)流進行遠距離傳輸,在高山生態(tài)系統(tǒng)的攔截作用下發(fā)生沉降,造成重金屬在高山生態(tài)系統(tǒng)中累積。高山地區(qū)是物質(zhì)和能量循環(huán)的起點,重金屬的賦存特征及其影響機制直接關(guān)系到區(qū)域的水環(huán)境安全。近年來,圍繞山地生態(tài)系統(tǒng)重金屬的賦存特征及其關(guān)鍵驅(qū)動機制,國內(nèi)外學(xué)者開展了大量研究,但是,具有復(fù)雜的山地氣候和植被類型的高山生態(tài)系統(tǒng)如何調(diào)控和調(diào)配重金屬的分布及其環(huán)境行為仍然認識不足。在國家自然科學(xué)基金、中科院“西部之光”西部博士資助項目以及成都山地所“一三五”方向性項目的聯(lián)合資助下,成都山地所吳艷宏研究員及團隊基于貢嘎山東坡海螺溝流域,在海拔2000~4500米范圍內(nèi)通過分析土壤中重金屬和鉛同位素數(shù)據(jù),揭示了我國西南典型的高山生態(tài)系統(tǒng)土壤中重金屬的海拔分布特征,定量區(qū)分了重金屬的來源,并闡明了土壤重金屬海拔分布的關(guān)鍵驅(qū)動機制。
研究發(fā)現(xiàn),在貢嘎山東坡表層土壤中重金屬的累積隨海拔增加呈現(xiàn)了先增加后下降、在林線以上區(qū)域再度升高的趨勢;通過鉛的同位素示蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn),人類活動排放的鉛的比例在土壤表層中達到50%以上,而且其海拔分布特征與其濃度基本一致:在低海拔地區(qū)當(dāng)?shù)氐幕剂系娜紵峭寥乐秀U的主要來源,在林線附近的暗針葉林鉛和其它重金屬受人類活動影響較小,主要與當(dāng)?shù)啬笌r風(fēng)化和地形因素有關(guān),但是在林線以上地區(qū),鉛主要來自礦物開采及金屬冶煉;重金屬的海拔分布模式揭示了低海拔地區(qū)植被的淋濾效應(yīng)和大氣濕沉降是土壤中重金屬累積的主要因素,而在林線以上地區(qū),由于植被主要以灌木和草甸為主,高山的冷凝效應(yīng)造成重金屬直接沉降于土壤中。以上研究結(jié)果有利于認識區(qū)域人類活動對山地生態(tài)系統(tǒng)的影響方式和強度,可以用于指導(dǎo)高山生態(tài)系統(tǒng)的污染修復(fù)。
研究成果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Scientific Reports上。
貢嘎山東坡土壤中重金屬的海拔分布特征
土壤中鉛的同位素組成特征
土壤有機碳對重金屬海拔分布的影響
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