科研進展
中國小水體甲烷排放強度及總量呈現激增態(tài)勢
時間：2025-04-28編輯：水庫生態(tài)學研究中心
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)貢獻了近50%的全球甲烷排放。池塘雖個體面積小，但其數量龐大、以中國為例，池塘（<5ha）水體面積可分別占水庫和湖泊面積的42%和68%。因池塘水深較淺且易受人類活動影響，單位面積的甲烷排放強度顯著高于湖泊和水庫。然而，由于缺乏長期觀測數據和機制模型，池塘甲烷排放的歷史估算和未來預測存在較大不確定性，尤其是在全球變暖、富營養(yǎng)化和沉積作用導致的水深變化等多重因素交互影響的背景下。
重慶綠色智能技術研究院水庫生態(tài)學研究團隊整合了全球池塘甲烷排放觀測數據，構建了基于過程的預測模型，首次量化了1960–2020年中國池塘甲烷排放的時空動態(tài)。研究發(fā)現，池塘甲烷排放具有顯著的溫度依賴性，平均活化能達0.834 eV，其中冒泡排放對溫度的響應比擴散排放高66%（圖1）。水深和氮濃度是預測甲烷通量的核心指標，水深減小和富營養(yǎng)化會顯著促進冒泡排放（圖2）。過去60年間，中國池塘甲烷排放量增長約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、農業(yè)營養(yǎng)輸入增加、沉積導致的水深減小以及池塘面積擴張（從1960年至2020年翻倍）的協同作用。
圖1. CH4排放對溫度的敏感性
圖2. CH4排放對驅動因素
圖3. 中國CH4排放通量變化
該研究揭示了小水體在全球甲烷預算中的“超比例貢獻”，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性減排措施（如控制農業(yè)面源污染、定期清淤）提供了理論支撐，并提出了“將池塘納入國家溫室氣體清單”的緊迫建議。此外，構建的空間顯式模型框架可為全球其他區(qū)域的小水體甲烷評估提供方法學參考。
研究成果近期在線發(fā)表于期刊Water research。中國科學院重慶綠色智能技術研究院水庫生態(tài)學研究中心團隊呂明權副研究員為第一作者，吳勝軍研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃（No. 2024YFD1700200）和國家自然科學基金（No. 42071242）的資助。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135425004890
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