作为全球物质流的组成部分和对人体/生态系统有毒害作用的重要污染物，持久性有机污染物（POPs）的全球散播也离不开森林调控。在POPs全球循环的理论体系中，森林作为“汇”区延缓了POPs二次挥发和环境迁移。尽管如此，前期研究尚未系统解答一些重要的科学问题，例如：从全球视角看，森林中POPs的分布状况如何？森林变化对POPs全球迁移可能产生怎样的影响？鉴于此，中科院青藏高原所高寒环境质量与安全团队龚平副研究员等近日在Nature Reviews Earth & Environment上发表了题为《Persistent organic pollutant cycling in forests》的综述文章，通过回顾过去30年森林POPs的研究成果解答上述科学问题。
作者系统梳理了POPs在森林中的迁移循环机制（图1），重点强调了树叶吸收、凋落及雨水冲刷树叶对POPs自大气向林下土壤迁移的加速作用，即所谓的“泵效应”。同时，文章对POPs在林下土壤中的存储、淋溶/流失、微生物降解等过程进行了初步归纳，总结并勾勒出构架体系。
图1 POPs全球迁移模式（左图）及森林中POPs的循环过程（右图）
作者同时收集了已发表的重要文献，以数据统计的方式探寻POPs在森林中的分布规律（图2）。统计结果显示，有机碳是控制森林土壤POPs积累的关键因素，而中高纬度林下土壤中相对高浓度则凸显了森林削弱POPs向北极传输的拦截作用。在此基础上，估算了全球森林植被和土壤中POPs储量、林下POPs的沉降通量以及森林变化（森林面积增减及林火释放）引起的POPs储量变化。总体而言，森林变化导致的POPs年释放量约为年沉降通量的10%，但个别化合物（如多氯联苯和多环芳烃）的年释放量已经接近甚至超过了年沉降通量。这表明森林的变化正显著改变着POPs的“源-汇”关系和全球迁移过程，进而起到部分抵消《斯德哥尔摩公约》实施效果的作用。
图2 土壤有机碳（TOC）和纬度对森林土壤POPs分布的影响
最后，通过扫描森林POPs研究的薄弱环节，研究人员提出应在宏观上加强重点区域（热带雨林、北方森林）和重点过程（如干湿沉降、森林食物网中的POPs传递）的研究，同时开发新的、更为精细的研究方法以在微观上考察森林各介质界面上POPs的循环机制。在结合宏观、微观研究成果的基础上，搭建易用且有效的全球森林POPs循环模型，最终实现在未来情景下预测森林对POPs循环的影响，并为全球POPs减排与控制策略及森林管理方案的制定提供理论依据和科技支撑。该成果获得中科院A类战略性先导科技专项（XDA2004050202）、国家自然科学基金（41877490和41925032）、第二次青藏高原综合科学考察研究专项（2019QZKK0605）及中科院青年创新促进会（CAS2017098）等项目的共同资助。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s43017-020-00137-5
（高寒环境质量与安全团队供稿）
