Nature：绘制全球河流的甲烷排放图揭示了令人惊讶的来源

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【字体：大中小】 时间：2023年08月25日 来源：AAAS

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　　一项新的研究发现，高纬度地区的河流和溪流向大气中排放的甲烷(一种强效温室气体)与热带地区温暖的水域一样多。甲烷排放的重要驱动因素是周围的栖息地，而不是温度。发表在《自然》(Nature)杂志上的研究结果可以改善甲烷的估算和气候变化模型，并指出土地管理的变化和恢复机会可以减少甲烷逸入大气的数量。

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淡水生态系统占全球甲烷排放量的一半，甲烷是一种导致全球变暖的强效温室气体。特别是河流和小溪，被认为排放了大量的甲烷，但在全球范围内，这些排放的速度和模式基本上没有记录。

包括威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)淡水生态学家在内的一个国际研究小组改变了这一现状，他们对全球流动水域甲烷排放的速度、模式和驱动因素进行了新的描述。他们最近发表在《自然》(Nature)杂志上的研究结果，将改善甲烷的估算和气候变化模型，并指出土地管理的变化和恢复机会，可以减少甲烷逸入大气的数量。

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这项新研究证实，河流和小溪确实会产生大量甲烷，并在气候变化动态中发挥重要作用。但这项研究也揭示了一些令人惊讶的结果，关于甲烷是如何产生的，以及在哪里产生的。

“我们预计在热带地区会发现最高的甲烷排放量，因为甲烷的生物生产对温度非常敏感，”威斯康星大学麦迪逊分校湖沼学中心教授、《自然》杂志报告的合著者艾米丽·斯坦利说。相反，她说，他们的研究小组发现，热带地区的甲烷排放量与北方森林中更冷的溪流和河流中的甲烷排放量相当——北方森林是围绕北半球延伸的松树主导的森林——以及北极苔原栖息地。

事实证明，温度并不是驱动水生甲烷排放的主要变量。相反，研究发现，“无论纬度或温度如何，从溪流和河流中流出的甲烷量主要由与它们相连的周围栖息地控制，”斯坦利说。

北方森林和高纬度极地地区的河流和溪流往往与泥炭地和湿地相连，而亚马逊河和刚果河流域的茂密森林也为流经它们的水提供了富含有机物的土壤。这两种系统都会产生大量的甲烷，因为它们通常会导致微生物在分解所有有机物时产生甲烷的低氧条件。

然而，并非所有高甲烷含量的河流和溪流都是自然排放的。在世界部分地区，淡水甲烷排放主要由城市和农村社区的人类活动控制。

“人类正在积极地改变世界范围内的河流网络，总的来说，这些变化似乎有利于甲烷的排放，”该报告的主要作者、瑞典农业科学大学和西班牙Blanes高级研究中心的博士后研究员Gerard Rocher说。

被人类高度改造过的栖息地——比如排水农田的沟渠、污水处理厂下面的河流，或者混凝土雨水渠——也经常导致有机质丰富、缺氧的环境，从而促进高甲烷产量。

根据Rocher的说法，人类参与的重要性可以被视为好消息。

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他说:“这一发现的一个含义是，淡水保护和恢复的努力可能导致甲烷排放的减少。”

减缓肥料、人类和动物粪便或过量表土等污染物流入河流和溪流，将有助于限制导致淡水系统中甲烷产量高的成分。

斯坦利说:“从气候变化的角度来看，我们更需要担心的是人类正在创造产生甲烷的环境，而不是甲烷产生的自然循环。”

这项研究还表明，科学家团队致力于汇编和检查庞大的数据集，以了解气候变化的范围。研究结果需要瑞典农业科学大学、尤梅夫大学、威斯康星大学麦迪逊分校和世界各地其他机构长达数年的合作。他们收集了几个国家河流和溪流的甲烷测量数据，采用了最先进的计算机建模和机器学习技术，“大规模扩展”了斯坦利在2015年首次与研究生一起开始编制的数据集。

现在，斯坦利说，“我们对甲烷的估计有了更多的信心。”研究人员希望他们的研究结果能够更好地了解地球大气中所有甲烷来源的大小和空间模式，并且新数据可以改进用于了解全球气候和预测其未来的大规模模型。