显著增加！高纬度地区湿地甲烷排放量

湿地是地球上最大的甲烷天然来源，甲烷是一种强效温室气体，它使大气变暖的能力是二氧化碳的30倍。美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）的一个研究小组分析了整个北极地区的湿地甲烷排放数据，发现自2002年以来，甲烷排放量增加了约9%。

图：汪湜摄 ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

畜牧业和化石燃料生产每年向大气中排放数吨甲烷，其作用已被充分研究。尽管不确定性更大，但量化自然湿地的排放量对于预测气候变化非常重要。

科学家们预计，湿地甲烷排放量正在上升，因为北极生态系统的气温正在以大约四倍于全球平均气温的速度上升，但是很难说上升了多少，因为监测这些广阔且经常被水淹没的湿地环境中的甲烷排放量一直非常困难，直至今日依然很难。

伯克利实验室研究科学家解释说：“北极环境富含碳，很容易受到气候变暖的影响。气温升高会增加微生物活动，刺激植被生长，这与甲烷等气体的排放有关。通过了解甲烷的自然来源是如何变化的，可以更准确地监测温室气体，让科学家们了解当前和未来的气候变化状况。

高纬度湿地：量化甲烷排放量及其变化情况

尽管甲烷在大气中停留的时间远远少于二氧化碳（10年对300年），但甲烷的分子结构使其使大气变暖的能力是二氧化碳的30倍。

气温升高不仅会增强饱和土壤中释放甲烷的微生物的活动，还会增加水渍土壤的面积，因为冰冻的土壤会解冻，更多的降水会以降雨而不是降雪的形式出现，这些微生物就会在水渍土壤中繁衍生息。这就是为什么科学家们预计这些高纬度地区的甲烷排放量会增加，以及为什么迫切需要对甲烷进行更精确的量化。

测量温室气体释放的最常见方法是将土壤中释放的气体截留在一个固定位置的密室中，使其在一定时间内累积。另一种方法是更自主的数米高的涡度协方差塔，它可以在生态系统的大片区域（通常是湿地等难以到达的地方）持续测量土壤、植物和大气之间的温室气体交换。

伯克利实验室的研究团队结合使用这两种方法获得的数据，分析了北极地区湿地超过307年的甲烷排放数据，从而更好地了解了影响数百英亩土地和数分钟至数十年甲烷排放的因素。

研究小组发现，从2002年到2021年，这些地区的湿地平均每年释放20太克甲烷，相当于约55座帝国大厦的重量。他们还发现，自2002年以来，排放量增加了约9%。

此外，研究人员还考虑了北极和北方地区的两个 “热点 ”地区，与周围环境相比，这两个地区的单位面积甲烷排放量要高得多。他们发现，大约一半的年均排放量来自这些热点地区，这有助于为缓解工作和未来的测量提供信息并确定目标。

影响湿地排放的环境因素

研究人员还调查了甲烷排放量增加的环境因素，发现有两个主要驱动因素：温度和植物生产力。

气温升高会增加微生物的活动；当气温升高时，无论是由于气候变化造成的平均气温升高，还是由于气候多变造成的某些特定年份的气温升高，都会在此过程中释放出更多的甲烷。研究小组发现，温度是控制北极以及北方生态系统湿地排放及其变化的主要因素。

这可能会导致气候反馈，即微生物活动增加所产生的甲烷排放会提高大气温度，从而导致更多的甲烷排放，如此循环。

植物生产力越高，土壤中的碳含量就越高，从而促进甲烷微生物的繁殖。研究人员发现，当植物生产力更高、更活跃，释放出有助于微生物茁壮成长的基质时，湿地甲烷排放量就会增加。

研究小组还发现，湿地甲烷排放量最高的2016年也是高纬度地区自1950年以来最温暖的一年。由于甲烷在大气中的寿命很短，因此可以相对较快地减少和清除。通过更准确地了解湿地在全球气候系统中发挥的作用，以及湿地甲烷排放量的增加方式和速度，可以提供一个科学基线，帮助理解和应对气候变化。

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文/Maggie 审/Samantha