鼎湖山自然保护区半挥发性有机污染物在森林植被的迁移以及大气-植物交换行为

Semi-volatile organic compounds (SOCs) are an important class of pollutants in the environment because of their properties of long-range atmospheric transport, deposition to terrestrial and aquatic surfaces, and bioaccumulation. Forest is the largest terrestrial ecosystem and plays a significant role in the atmospheric concentrations, transport, deposition, and regional or global recycle of SOCs. However, most studies focused on temperate and boreal forest plant species, little is known about tropic/sub-tropic forest. In this project, we aims to investigated the behaviors (trapping, deposition, and diffusion) of atmospheric SOCs and particulate matter, the air-leaf exchange of novel SOCs, and the influential factors in three tropical forests within Dinghushan Biosphere Reserve in the Pearl Delta. We also aims to explore the relationships between the eco-physiological conductions in the forest leaves and the SOCs intakes. Such a study may provide insights into the functions of sink or secondary source of forest for the SOCs and PM in the atmosphere in the PRD region, the role of tropical forests in influencing the behavior and fate of SOCs in the atmosphere, and the plant responses to atmospheric pollutants.

半挥发性有机污染物（SOCs），往往可以在大气中长距离地传输，在陆地和水体沉积，并被生物积累，一直是一类备受关注的环境污染物。森林是陆地最大的生态系统，对大气污染物的浓度、迁移传输以及在区域或全球的循环都起着重要的作用。目前国内外的相关研究，绝大部分都是针对中高纬度的落叶林开展，而缺乏对热带、亚热带植被对大气污染物影响的认识。本项目旨在研究大气SOCs及颗粒物在鼎湖山国家自然保护区不同演替进程森林植被中的滞留、沉降、扩散、交换等环境行为，研究新型SOCs的大气-植物交换行为和机理，认识这些行为过程中的重要影响因素，并初步分析植被的生理生态学指标对大气污染物的响应。项目的研究工作对认识鼎湖山森林植被对珠三角大气污染物的源汇作用、热带亚热带森林植被对大气SOCs行为和归宿的影响、大气污染物对鼎湖山森林植被生理生态的影响等都有重要科学的意义，也为认识人类活动对陆地生态系统的影响提供重要科学数据。

半挥发性有机污染物（SOCs）一直是一类备受关注的环境污染物。森林系统对大气污染物的浓度、迁移传输以及在区域或全球的循环都起着重要的作用。目前，国内外绝大部分的相关研究均是在中高纬度地区开展，而缺乏对热带、亚热带大气和植被中SOCs及其交互作用的认识。本项目在我国华南地区（包括背景区、鼎湖山自然保护区、城市地区）围绕大气和植物中的SOCs开展其大气传输、大气环境行为、大气浓度影响因素分析、植物的吸收和体内转运、在森林系统中的沉降行为、在森林空气中的扩散以及空气-植物交换等问题开展了研究。项目取得主要成果包括：（1）揭示了传统以及新型SOCs在植物体内的富集、转运和代谢规律。植物从出苗期就开始吸收SOCs，而且在生长的早期，植物倾向于快速吸收低分子量SOCs，而在生殖阶段对高分子量化合物的大量吸收（即存在吸收和累积的延迟效应）。叶片是植物吸收HOCs的最重要储存器官，表明植物通过大气吸收污染物的重要性。针对植物体内新型有机磷系阻燃剂(OPEs)的研究暗示新型OPEs更容易被植物富集，还揭示对植物体内OPEs代谢物研究的必要性。（2）鼎湖山自然保护区OPEs的污染令人担忧。自然保护区大气OPEs的污染受到珠三角污染区通过大气的传输的影响；部分OPEs在传输过程中或在保护区大气中发生了降解。当前PAHs在电子垃圾拆解区的浓度有所降低，然而其毒性当量浓度并未降低，对保护区的潜在生态风险依然值得关注。（3）发现了我国南海永兴岛大气PM2.5中一些化学品较高污染水平，并揭示出该岛SOCs的污染主要来源于周边国家（特别是东南亚发展中国家），而不是本地排放，并且其大气传输依赖于季风。该研究还揭示了，与中高纬度地区不同，SOCs在热带地区大气中的光化学反应增强，这一大气过程降低部分SOCs在低纬度地区的浓度，也将对全球SOCs的传输和归宿产生重要影响。（4）鼎湖山自然保护区不同森林生境下，PAHs通过凋落物的沉降通量时间变化明显而空间差异整体较小。森林树冠以下空气中PAHs的浓度时间和空间变化整体较为稳定；然而，大气污染可打破这种平衡，使污染物进入森林系统内部。部分数据有待进一步挖掘。项目的研究工作对认识毒害SOCs在低纬度地区的大气传输和行为、植物对环境SOCs的吸收和转运以及大气森林植物交互有着重要的意义。