作為一種全球性污染物，汞的生態風險受到科學界的廣泛關注。汞通過人類活動及地球化學過程直接排放到大氣中，然后隨大氣循環進行全球性擴散，并以干/濕沉降的方式沉積到陸地和水體，其中在森林界面可以被凋落物吸收或直接沉積到土壤。據估計，通過凋落物沉降進入全球陸地生態系統的大氣汞含量高達每年1000-1200毫克(Mg)。其中物質交換最迅速的熱帶森林，貢獻了占全球約50%的凋落物汞輸入，但目前關于熱帶森林汞的生物地球化學過程的認知仍十分有限。

中國科學院西雙版納熱帶植物園土壤生態組與中科院地球化學研究所研究員王訓等人合作，在中國西南西雙版納地區選取3塊1公頃熱帶森林樣地，研究了熱帶森林5m分辨率的表層土壤(0-10cm)汞的空間分布格局，以及25m分辨率的深層土壤(0-100cm)汞的空間分布格局，并同時進行了為期一年的高密度凋落物汞輸入監測(每個1公頃樣地布置了60個1平方米凋落筐)，通過測量和分析土壤汞同位素特征分析了熱帶森林汞的空間分布格局和固存過程的驅動因素。

研究表明，補蚌樣地(低緯度熱帶森林)的凋落物汞輸入量最高，而表層土壤汞的固存量最小(比納板河等高緯度的熱帶森林低2-3倍)。冠層樹種巨大的凋落物生物量使其成為汞沉降的主要貢獻者，而地形通過影響凋落物汞輸入、土壤有機質分布以及表層和深層土壤間的相互作用決定了熱帶森林表層土壤汞分布的異質性。汞同位素證據表明，微生物還原作用是造成熱帶汞損失的主要原因，熱帶森林地表微生物對汞的生物還原作用沿緯度梯度的增加而降低，由此使地表土壤汞固持量相應增加。納板河等高緯度熱帶森林中土壤中奇數非質量分餾同位素(Δ199Hg)比例的下降，說明物質周轉速度的降低使汞的非生物還原比例有所增加。

該研究解析了熱帶森林土壤汞在不同水平尺度和垂直梯度的空間分布格局及其固持量分配特征，發現熱帶森林物質元素的快速周轉導致大氣汞凈匯效應比其他森林更小，為進一步理解大尺度下森林的汞循環功能和過程提供了數據支持，有助于進一步優化汞的全球分布模型，并為汞的生物地球化學過程和驅動機制提供了理論支撐。

相關研究成果以Latitudinal Gradient for Mercury Accumulation and Isotopic Evidence for Post-depositional Processes Among Three Tropical Forests in Southwest China為題，發表在Journal of Hazardous Materials上。研究工作得到國家自然科學基金和國家自然科學基金國際(區域)合作交流項目的聯合資助。中科院西雙版納熱帶雨林生態系統研究站為研究提供了樣地海拔、氣候、樹種信息及野外工作的支持。