科研進(jìn)展
中國(guó)小水體甲烷排放強(qiáng)度及總量呈現(xiàn)激增態(tài)勢(shì)
時(shí)間：2025-04-28編輯：水庫(kù)生態(tài)學(xué)研究中心
甲烷是僅次于二氧化碳的第二大溫室氣體，淡水生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)了近50%的全球甲烷排放。池塘雖個(gè)體面積小，但其數(shù)量龐大、以中國(guó)為例，池塘（<5ha）水體面積可分別占水庫(kù)和湖泊面積的42%和68%。因池塘水深較淺且易受人類活動(dòng)影響，單位面積的甲烷排放強(qiáng)度顯著高于湖泊和水庫(kù)。然而，由于缺乏長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)和機(jī)制模型，池塘甲烷排放的歷史估算和未來(lái)預(yù)測(cè)存在較大不確定性，尤其是在全球變暖、富營(yíng)養(yǎng)化和沉積作用導(dǎo)致的水深變化等多重因素交互影響的背景下。
重慶綠色智能技術(shù)研究院水庫(kù)生態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)整合了全球池塘甲烷排放觀測(cè)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了基于過(guò)程的預(yù)測(cè)模型，首次量化了1960–2020年中國(guó)池塘甲烷排放的時(shí)空動(dòng)態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，池塘甲烷排放具有顯著的溫度依賴性，平均活化能達(dá)0.834 eV，其中冒泡排放對(duì)溫度的響應(yīng)比擴(kuò)散排放高66%（圖1）。水深和氮濃度是預(yù)測(cè)甲烷通量的核心指標(biāo)，水深減小和富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)顯著促進(jìn)冒泡排放（圖2）。過(guò)去60年間，中國(guó)池塘甲烷排放量增長(zhǎng)約9倍（圖3），從1960年的0.16 Tg CH? yr?1增至2020年的1.53 Tg CH? yr?1，其中66%來(lái)自冒泡排放，且夏季排放量占全年50%。排放激增主要源于氣候變暖、農(nóng)業(yè)營(yíng)養(yǎng)輸入增加、沉積導(dǎo)致的水深減小以及池塘面積擴(kuò)張（從1960年至2020年翻倍）的協(xié)同作用。
圖1. CH4排放對(duì)溫度的敏感性
圖2. CH4排放對(duì)驅(qū)動(dòng)因素
圖3. 中國(guó)CH4排放通量變化
該研究揭示了小水體在全球甲烷預(yù)算中的“超比例貢獻(xiàn)”，指出傳統(tǒng)溫室氣體清單中低估了池塘的排放潛力。研究成果為制定針對(duì)性減排措施（如控制農(nóng)業(yè)面源污染、定期清淤）提供了理論支撐，并提出了“將池塘納入國(guó)家溫室氣體清單”的緊迫建議。此外，構(gòu)建的空間顯式模型框架可為全球其他區(qū)域的小水體甲烷評(píng)估提供方法學(xué)參考。
研究成果近期在線發(fā)表于期刊Water research。中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院水庫(kù)生態(tài)學(xué)研究中心團(tuán)隊(duì)呂明權(quán)副研究員為第一作者，吳勝軍研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（No. 2024YFD1700200）和國(guó)家自然科學(xué)基金（No. 42071242）的資助。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135425004890
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