大气圈是重要的地球碳储库之一，其中的有机碳（OC）组分在地球的能量平衡中起着关键作用，进而影响气候变化过程。大气中的OC组分受到自然过程和人为活动的共同驱动。如OC是大气颗粒物的重要组成部分，形成的大气颗粒物积累会造成严重的雾霾污染等，严重影响区域环境空气质量。因此，查明大气OC的源-汇过程十分重要。大气湿沉降过程（主要是降水），是将OC从大气中去除的主要途径之一，可将其以溶解有机碳（DOC）的形式沉降到地表。近年来，由于城市化进程的不断加剧和密集的人为活动，大量研究都表明城市地区已成为OC排放的热点。然而，关于城市大气OC的湿沉降过程、通量及其潜在环境效应尚不明晰，尤其是在降水充沛的地区（如我国西南喀斯特地区），制约了对地表碳循环的全面认识。

在此背景下，贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室曾杰特聘教授指导课题组硕士研究生马青，对我国西南喀斯特地区的生态文明示范城市贵阳开展了系统的降水DOC研究，阐明了大气有机碳湿沉降的动态变化与影响因素，解析了DOC的潜在来源，计算了其湿沉降通量，进而评估了潜在地表环境效应。取得的主要认识包括：（1）降水DOC浓度受降水量和有机碳来源季节性变化的共同影响。雨季降水DOC的VWM浓度持续降低，并在一段时间内保持在较低水平；冬季潜在的有机碳排放源增加，加之降水频率和强度低，使得降水DOC浓度相对较高。（2）基于特征离子比值法和相关性分析等，识别了城市垃圾排放、农业活动和化石燃料燃烧是降水DOC的主要来源。（3）降水DOC的月际沉降通量与月累积降水量呈明显的共变趋势，表明降水量对大气有机碳湿沉降通量的主导作用。（4）降水的碳氮比（2.08）处于较低的水平，且低于经典的雷德菲尔德化学计量比值（6.625），表明降水过程驱动的氮输入会出现氮过剩情况，存在一定的导致地表水系统富营养化的潜势。

图1 贵阳降水DOC浓度和特征离子比NH₄⁺/NO₃^- (a)和SO₄^2-/NO₃^- (b)的关系

上述研究成果发表于大气科学与地球科学领域国际SCI期刊Atmospheric Research（TOP期刊，IF=5.5）。贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室硕士研究生马青为第一作者，曾杰特聘教授为通讯作者，实验室吴起鑫教授参与指导了本研究。本研究得到了贵州省基础研究（自然科学）项目（黔科合基础-ZK[2024]一般 104），贵州大学一流学科特区人才引进项目（202246），以及贵州省“百层次”人才项目等的联合资助。

论文信息：Ma Qing, Zeng Jie *, Wu Qixin. Determining rainwater dissolved organic carbon to reveal atmospheric carbon deposition in China’s karst city: Variations, origins, and deposition flux. Atmospheric Research, 2024, 305: 107439.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2024.107439