随着城市能源使用、交通运输、建筑活动、工业生产、固废处置等愈发集约化，使得城市地区逐渐成为了有机碳人为排放和大气沉降的热点，农业生产发达的地区的有机碳人为排放也不容忽视，特别是在经济发达的省份。鉴于大气有机碳对空气质量和气候变化的重要影响，以及其对自然生态系统碳汇效应的重要意义，全球范围的大气有机碳沉降受到了广泛地关注，认为其沉降通量是揭示有机碳气-土-水跨介质迁移过程的关键参数。然而，地形地理条件会极大地改变大气水汽输送的路径，进而影响大气湿沉降有机碳的含量和通量，特别是在山地分布广泛的内陆地区。例如，在我国南北分界的秦岭地区，由于不同的地理位置和自然特征，其南北两侧的气候、地形、资源、社会经济发展、人口分布和城市建设都存在显著差异。有机碳排放和大气污染的类型和强度在秦岭南麓和北麓均有所不同，如北麓黄土高原地区的沙尘暴相关过程，南麓四川盆地有机碳和污染物的区域传输。再加上不同的气象条件影响，特别是大气的水汽路径和降雨量差异，湿沉降相关的大气有机碳汇过程和特征差异明显，严重内陆地区生态系统碳收支的评估。因此，秦岭山脉究竟如何通过改变大气水汽传输路径，进而影响湿沉降过程的有机碳浓度动态、沉降通量和环境效应，是亟待探讨的问题。

针对上述问题，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与中国地质大学（北京）韩贵琳教授合作，基于秦岭南麓代表性城市广元一个水文年的湿沉降样本收集观测，系统分析了其有机碳和其他化学组分，并结合模型手段阐明其状况和变化、来源和控制因素，为评估大气湿沉降有机碳汇的环境影响和湿沉降过程的生态效益，以及整个自然生态系统碳汇核算提供了科学支撑。取得的主要认识如下：

（1）由于地形条件影响，改变了大气水汽传输的主要路径，使得有机碳的湿沉降过程和通量发生了显著变化。具体而言，在秦岭南麓清晰地呈现了来自东、东南、北和西北的四个主要大气传输路径，其中来自东南方向的湿沉降过程以仅35%的路径比例却贡献了与来自东方的湿沉降过程（45%路径比例）几乎相当的大气有机碳沉降通量（0.5 g C m^-2 yr^-1），这也得到不同水气传输路径下的湿沉降中离子化学计量特征的支持（图1）。

（2）降水量的高低显著影响大气湿沉降有机碳浓度和通量的变化，当降水量达到~10 mm的阈值，长距离传输的有机碳对湿沉降有机碳的贡献就不再可以忽略不计。大气中PM_2.5、PM₁₀等污染物的含量是大气湿沉降有机碳的主控因素，而干旱天时大气积累的有机碳的影响较为有限。

图1 地形影响下的大气水汽传输路径对湿沉降有机碳浓度和通量影响：（a）主要水汽传输路径，（b）地理源导向的湿沉降有机碳浓度，（c）地理源导向的湿沉降有机碳通量，（d-g）基于水气传输路径的离子化学计量比，（h）积降雨量

上述成果发表于地球科学、水资源领域国际SCI期刊Journal of Hydrology（中科院一区TOP，IF=6.3）。贵州大学曾杰特聘教授为第一作者，中国地质大学（北京）韩贵琳教授为通讯作者，贵州大学吴起鑫教授也指导了本研究。本研究得到了国家自然科学基金青年项目和地区项目（42403054、42467032），贵州省基础研究（自然科学）项目（黔科合基础-ZK[2024]一般 104），贵州省“百层次”人才项目（黔科合平台人才-GCC[2023]061），贵州大学一流学科特区人才引进项目（202246），贵州大学实验室开放项目等的联合资助。

论文信息: Zeng Jie, Han Guilin, Wu Qixin, Fu Lihong, Ma Qing, Zhang Jie, He Xinyi, Ge Xin. Rainfall process-related dissolved organic carbon wet deposition at the southern foot of Qinling Mountain: Implications for atmospheric carbon budget at the boundary area between north and south China. Journal of Hydrology, 2025. 134236.

论文链接: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.134236