青藏高原，這片被稱為“世界屋脊”的神秘土地，不僅以其壯麗的自然風(fēng)光吸引著世界目光，更在全球氣候系統(tǒng)中扮演著關(guān)鍵角色。近日，蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院牟翠翠教授團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)突破性研究，為我們揭開了青藏高原熱融湖塘甲烷釋放的神秘面紗，為應(yīng)對(duì)全球氣候變化提供了新的科學(xué)依據(jù)。相關(guān)論文發(fā)表于《自然-通訊》。
多年凍土，這種在極寒環(huán)境中沉睡的土壤，儲(chǔ)存著全球土壤碳庫(kù)約一半的碳。然而，隨著全球氣溫的不斷攀升，這些凍土正逐漸蘇醒，釋放出大量的溫室氣體，對(duì)全球氣候產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。熱融湖塘，作為多年凍土退化后形成的特殊地貌，是甲烷排放的重要源頭之一。甲烷，這種溫室氣體的“超級(jí)選手”，其溫室效應(yīng)是二氧化碳的數(shù)十倍，因此，熱融湖塘的甲烷釋放對(duì)全球變暖的影響不容小覷。
“團(tuán)隊(duì)歷時(shí)五年，在青藏高原多年凍土區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。我們發(fā)現(xiàn)，在冰封期，湖水中的甲烷濃度顯著高于無冰期，有時(shí)甚至高出近百倍。”蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院教授牟翠翠表示，這是因?yàn)楸鶎酉碌膮捬醐h(huán)境促進(jìn)了甲烷的生成和累積。此外，不同植被類型下的甲烷濃度也呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，與流域內(nèi)有機(jī)碳含量緊密相連。
研究團(tuán)隊(duì)還量化了熱融湖塘甲烷釋放的季節(jié)變化，發(fā)現(xiàn)融冰期的甲烷釋放量占全年總量的17.1%，其中水體和冰泡分別貢獻(xiàn)了12.1%和5.0%。盡管熱融湖塘在青藏高原多年凍土區(qū)的面積占比僅為0.2%，但其年甲烷釋放總量卻高達(dá)65.5 ± 10.0 Gg C。這一發(fā)現(xiàn)為我們?cè)u(píng)估多年凍土碳-氣候反饋提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。
更令人擔(dān)憂的是，研究預(yù)測(cè)，到2100年，在不同的氣候變化情景下，青藏高原熱融湖塘的面積將顯著擴(kuò)張，甲烷釋放總量將增加1.0-1.2倍，達(dá)到135.5-143.8 Gg C yr?1。這意味著，隨著氣候變暖，熱融湖塘將成為一個(gè)越來越重要的甲烷排放源，對(duì)全球氣候產(chǎn)生更大的影響。
“現(xiàn)有對(duì)多年凍土區(qū)熱融湖塘甲烷排放的估算仍然存在不足，未充分考慮湖冰下水中溶解甲烷濃度的垂向差異，且缺乏對(duì)小型湖塘的湖冰物候和植物演替動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)。”牟翠翠說，研究團(tuán)隊(duì)呼吁未來亟需加強(qiáng)熱融湖塘甲烷動(dòng)態(tài)與湖冰物候和植被的綜合監(jiān)測(cè)，并構(gòu)建凍土生態(tài)-水文耦合模型，以更準(zhǔn)確地評(píng)估升溫對(duì)多年凍土退化和甲烷釋放的影響。
相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-57745-2
青藏高原熱融湖塘甲烷釋放過程示意圖。蘭州大學(xué)供圖。 本文鏈接：http://jphkf.cn/news-8-3448-0.html蘭州大學(xué)研究揭示青藏高原熱融湖塘甲烷釋放新機(jī)制
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