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光吸引著世界目光，更在全球氣候系統中扮演著關鍵角色。近日，蘭州大學資源環境學院牟翠翠教授團隊的一項突破性研究，為我們揭開了青藏高原熱融湖塘甲烷釋放的神秘面紗，為應對全球氣候變化提供了新的科學依據。相關論文發表于《自然-通訊》。
多年凍土，這種在極寒環境中沉睡的土壤，儲存著全球土壤碳庫約一半的碳。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，對全球氣候產生深遠影響。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“超級選手”，其溫室效應是二氧化碳的數十倍，因此，熱融湖塘的甲烷釋放對全球變暖的影響不容小覷。
“團隊歷時五年，在青藏高原多年凍土區進行了系統的監測。我們發現，在冰封期，湖水中的甲烷濃度顯著高于無冰期，有時甚至高出近百倍。”蘭州大學資源環境學院教授牟翠翠表示，這是因為冰層下的厭氧環境促進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出正相關關系，與流域內有機碳含量緊密相連。
研究團隊還量化了熱融湖塘甲烷釋放的季節變化，發現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了12.1%和5.0%。盡管熱融湖塘在青藏高原多年凍土區的面積占比僅為0.2%，但其年甲烷釋放總量卻高達65.5 ± 10.0 Gg C。這一發現為我們評估多年凍土碳-氣候反饋提供了重要的數據支撐。
更令人擔憂的是，研究預測，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張，甲烷釋放總量將增加1.0-1.2倍，達到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越來越重要的甲烷排放源，對全球氣候產生更大的影響。
“現有對多年凍土區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，且缺乏對小型湖塘的湖冰物候和植物演替動態的監測。”牟翠翠說，研究團隊呼吁未來亟需加強熱融湖塘甲烷動態與湖冰物候和植被的綜合監測，并構建凍土生態-水文耦合模型，以更準確地評估升溫對多年凍土退化和甲烷釋放的影響。
相關論文鏈接：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。蘭州大學供圖。 本文鏈接：http://m.020gz.com.cn/news-8-3448-0.html蘭州大學研究揭示青藏高原熱融湖塘甲烷釋放新機制
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