汞是一种全球传输性的痕量重金属污染物,具有高毒性和生物富集性。森林是陆地最大的生态系统,其在汞的全球循环中具有重要地位。我国是世界上人为源汞排放最大的国家,了解我国森林在全球汞循环中的作用以及对我国汞污染现状的反应,对正确评估自然源对大气汞的贡献,以及我国人为源汞排放对全球汞污染的影响,具有十分重要的意义。本研究旨在定量描述我国南方森林生态系统汞的输入输出与迁移,分析影响汞迁移转化的关键因素。利用动态通量箱法对千烟洲森林生态站的马尾松针叶和土壤分别与大气之间的汞交换通量进行了四个季节的野外观测,并结合现场控制实验与实验室控制实验,对两类汞交换过程及机理进行了分析。结果表明,马尾松针叶是大气汞的排放源,净排放量为10.9μg·m-2·yr-1。土壤水中的汞能进入树木体内,并通过蒸腾作用到达叶面,进而被光致还原再释放进入大气。蒸腾作用向针叶传输的汞通量为19.9μg·m-2·yr-1,约占大气汞总沉降量的44%。大气沉降到针叶表面的汞有四分之一会在叶表被直接还原返还回大气。土壤全年共向大气排放汞18.6μg·m-2·yr-1,夏季排放高而冬季低。森林土壤中汞的吸脱附是影响土壤与空气汞交换的最主要过程,温度和汞浓度梯度是影响汞交换的关键因素。新沉降的汞(Hg2+和Hg0)大多能被快速稳定地保留在土壤中,但沉降的汞也会缓慢地还原释放。利用微气象学方法对千烟洲生态站和会同生态站森林林冠上方的汞通量进行了一年以上的连续观测,并对两个生态站的大气汞沉降和土壤水汞输出进行了长期动态调查。结果表明,千烟洲站和会同站林冠上方汞通量的全年均值分别为40.2μg·m-2·yr-1和17.9μg·m-2·yr-1。高温及较低的空气汞浓度导致夏季两个生态站的汞排放量达到最高。冬季的低温以及春季植物生长对汞的吸收使得这两个季节汞排放量较低。同时考虑到大气汞沉降的输入,千烟洲站森林全年总体上接近于汞平衡,全年汞通量为-0.92μg·m-2·yr-1;会同站森林全年总体上表现为汞汇,全年汞通量为-7.88μg·m-2·yr-1。会同地区虽然土壤汞含量较高,但受附近万山汞矿区较高自然源排放的影响,较高的空气汞浓度抑制了森林的汞排放,加强了森林的汞汇作用。千烟洲站和会同站森林向大气排放零价汞为森林主要的汞输出方式,分别占大气汞沉降的89%和47%。而两个生态站森林随地表水流出的汞通量仅约占大气总沉降的8%。总体而言,我国南方森林对水体汞的贡献远小于对大气汞的贡献。