海拔依赖性土壤有机质分子特性与持久性对贡嘎山树线生态交错带汞固存的影响机制

《Journal of Hazardous Materials》：Elevation-Dependent Soil Organic Matter Persistence and Molecular Traits Influence Mercury Storage in Timberline Ecotones

　　本文通过Py-GC-MS和多功能性指数(PI)揭示高山树线生态交错带土壤有机质（SOM）分子组成与持久性对汞（Hg）固存的影响机制。研究发现下树线（LT）以碳水化合物和木质素为主且Hg储量更高，而上树线（UT）富集脂肪族组分并呈现更强的SOM-Hg耦合效应。全球变暖驱动的树线上移可能通过改变SOM分子特性调控Hg迁移风险，为气候变化下污染物行为预测提供新框架。

　　

研究亮点

树线位置显著影响SOM分子组成（R²=0.16, p<0.05），主成分分析（PCA）显示LT区富含碳水化合物（CARB, 51.9%）和木质素衍生物，反映新鲜植物残体输入；而UT区以脂肪族组分（MCC, 35.8%）为主，表明微生物转化程度更高。LT区土壤有机质持久性指数（PI）显著高于UT区，但SOM-Hg耦合强度在UT区更强，揭示Hg固存效率与SOM分子特性存在海拔分异。

SOM分子组成的空间分异特征

研究证实树线位置通过植被与微气候差异驱动SOM分子特征分化。LT区高碳水化合物和木质素含量与冷杉林凋落物输入相关，而UT区脂肪族组分优势源于杜鹃灌丛的微生物重构作用。芳香族化合物在UT区占比更高（16.0%），可能与紫外线辐射增强促发的氧化转化有关。

结论

高山树线生态交错带中SOM分子组成、持久性与汞含量呈现显著海拔梯度规律。LT区凭借高PI值和Hg储量成为碳与汞的关键储存区，而UT区通过脂肪族组分主导的强SOM-Hg耦合作用增强汞稳定性。全球变暖引发的树线上移可能通过改变SOM分子特性调控汞的再活化风险。