大气细颗粒物PM2.5深刻影响全球辐射平衡、生态系统健康与人群公共卫生，是大气环境领域核心研究对象。当前国内外相关观测多聚焦城市与工业重污染区域，针对森林背景区的精细化溯源研究仍存在短板。森林植被释放的生物挥发性有机物（BVOCs）是二次有机气溶胶（SOA）关键前体物，仅森林排放的异戊二烯便占全球天然及人为VOCs总排放量半数，对区域PM2.5生成演化起到决定性作用。我国森林国土面积辽阔，南北林区气候、植被类型差异显著，气溶胶叠加自然排放、远距离人为输送双重影响，组分与来源机制更为复杂，相关时空规律与源识别证据亟待完善。
图1. 中国南北方典型森林PM2.5的碳同位素特征及来源
近日，我院傅平青教授团队完成的南北森林气溶胶对比研究取得重要进展。研究选取温带长白山、热带西双版纳两大代表性森林站点，同步开展冬、夏昼夜分时段PM2.5连续采样，系统测定了碳质组分、水溶性无机离子、水溶性氮组分及总碳稳定同位素δ13C_TC等多类指标，完整厘清南北林区细颗粒物的季节、昼夜时空分异规律，并精准解析气溶胶来源构成，揭示了南北森林气溶胶的时空分布规律与来源。研究发现，碳质、含氮组分整体呈现冬季浓度显著高于夏季的季节特征；二次有机碳（SOC）、水溶性有机碳（WSOC）白天浓度普遍高于夜间，光照驱动的光化学氧化是主要诱因。两地水溶性无机离子均以硫酸盐、硝酸盐、铵盐三类二次离子为主体，但组分占比存在南北分异：长白山硝酸盐贡献更高，西双版纳钠离子占比突出。δ13C_TC证实，植物生物源排放、区域生物质燃烧是两大林区气溶胶共有的主要来源；受冬季西北季风与北方采暖燃煤输送影响，长白山PM2.5受化石燃料燃烧干扰程度远高于西双版纳林区。
该项研究同步对比我国温带、热带森林背景区PM2.5完整化学与同位素指纹，厘清南北林区气溶胶时空差异及差异化污染源，为森林生态系统大气污染溯源、区域生物地球化学循环评估提供关键实测数据支撑。相关成果以“Chemical and stable carbon isotopic compositions of PM2.5 from two typical forests in China: implication for sources”为题发表于Biogeosciences，第一作者为我院2026届硕士毕业生李明宇，通讯作者为徐占杰讲师和Chandra Mouli Pavuluri教授。研究工作得到了傅平青教授、邓君俊副教授等的指导和帮助。本研究得到了国家自然科学基金项目（42277090；42202199）资助。
论文信息：Li M, Xu* Z, Dong Z, Deng J, Fu P, Pavuluri* C M. 2025. Chemical and stable carbon isotopic compositions of PM2.5 from two typical forests in China: implication for sources. Biogeosciences, https://doi.org/10.5194/bg-22-5329-2025.
