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大气汞作为一种全球污染物，对其源和汇的认识仍存在很多不确定性，陆地植被是大气汞重要的源，也可能是大气汞缺失的汇，而汞循环中的一个中心问题是植物中的汞是来自大气还是土壤。农作物是陆地植被的重要组成部分，研究农作物中汞的来源与富集对汞的生物地球化学循环具有重要意义。本文采用开顶式气室气态单质汞熏蒸实验和土壤加汞培育实验，原位研究水稻各器官汞富集对大气/土壤汞浓度和CO2浓度升高的响应关系，以及对水稻叶片气体交换参数和生理生化指标的影响。结果如下: 在每一个生长时期，水稻根中汞含量与土壤汞含量呈显著正相关(R=0.9779～0.9998，P＜0.05)，但随生长时期的延长而降低，与大气汞浓度无显著相关性(P＞0.05)，表明水稻根中汞主要来自于土壤。水稻茎中汞含量随大气汞浓度的升高呈线性增加(下部茎RB=0.9872～0.9998，上部茎RU=0.9779～0.9987，P＜0.05)，上部茎中汞含量要高于下部茎，随生长时期的延长先降低后升高;茎中汞含量随土壤汞含量的升高呈二次拟合线性增加(分蘖期R=0.9772，下部茎RB=0.9855～0.9999，上部茎RU=0.9986～0.9998，P＜0.05)，上部茎中汞含量低于下部茎，随生长时期的延长持续降低，表明水稻茎中汞含量受大气和土壤汞的共同影响，但大气汞对其影响更大。水稻叶中汞含量随大气汞浓度的升高呈显著正相关(R=0.9998～0.9999，P＜0.05)，且随生长期的延长而增加，在生长前期随土壤汞含量的增加呈二次拟合线性增加(分蘖期R=0.9707，拔节期R=0.9866，P＜0.05)，在生长后期与土壤汞含量无显著相关性(P＞0.05)，但在高汞处理下叶片汞含量显著高于对照，表明水稻叶中汞主要来自于大气，有很少一部分来自于土壤。水稻米粒中汞含量与大气汞浓度无显著相关性(P＞0.05)，谷壳和乳熟稻穗中汞含量随大气汞浓度升高而增加。利用实验建立的函数关系对水稻地上生物质中汞的大气来源进行估算，水稻叶中至少60％～94％的汞来自大气，上部茎中至少64％～85％的汞来自大气，而大气对下部茎的贡献为66％～83％，由此表明水稻地上部分生物质中的汞主要来自于对大气汞的吸收。 随大气汞浓度的升高，扬花期水稻叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均较对照略微下降，蒸腾速率(Tr)显著升高(P＜0.05)，乳熟期各指标无显著差异，除Ci外均较扬花期低;Pn、Gs、Ci和Tr在扬花期和乳熟期与土壤汞含量均无显著相关性(P＞0.05)，表明大气汞对水稻叶片的光合作用、气孔开放程度以及蒸腾生理功能有一定影响，而土壤汞对叶片生理功能无影响。随大气汞浓度升高，拔节期水稻叶片脯氨酸(Pro)含量显著增加(P＜0.05)，丙二醛(MDA)含量先急剧增加然后降低，在45 ng·m-3的汞浓度下达到最大，SOD活性先增大，在15 ng·m-3的汞浓度下达到最大后又开始下降;在扬花期，Pro含量随大气汞浓度的升高先增加后下降，且明显比拔节期高，MDA含量和SOD活性无显著变化，且较拔节期低;在成熟期，Pro含量与MDA含量与大气汞浓度无显著相关性(P＞0.05)，但在高汞处理下较高;随土壤汞含量的升高水稻叶片中Pro含量、MDA含量和SOD活性在各生长期均无显著相关性(P＞0.05)，但在高汞处理和生长后期较高，表明大气汞对水稻叶片的影响比土壤汞更显著，这与叶片中汞的积累有关，且Pro、MDA和SOD三者的协同反应使得水稻叶片对汞胁迫产生了抗性。本实验处理水平下大气汞浓度的升高对水稻株高、穗长、有效穗数、结实率、千粒重和生物量均无显著影响。 随大气中CO2浓度的升高，水稻根部、茎部、叶部和果实中的汞含量在背景大气汞浓度(5±2 ng·m-3)和较高大气汞浓度(45～50 ng·m-3)下均有降低的趋势，这可能与大气CO2浓度升高降低气孔导度，促进光合作用，增加生物量，引起植物根系的变化，以及与汞的复合作用有关。