湿地甲烷排放量“异常”激增令科学家担忧

Wetlands take many forms, from Arctic permafrost peatlands to tropical mangrove plantations to salt marshes.
Wetlands take many forms, from Arctic permafrost peatlands to tropical mangrove plantations to salt marshes.Image: Unsplash/Mason Field
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  • 湿地覆盖地球表面的6%,是地球最大的天然甲烷来源;甲烷是一种强效温室气体。

  • 新研究显示,全球气温上升和降雨模式变化正在加快排放释放。

  • Carbon Brief在此概述目前对这一现象——“湿地甲烷反馈”——及其影响的了解。

新研究发现,本世纪湿地甲烷排放量的增长速度甚至超过了最悲观的气候情景预测。

从北极到热带地区,湿地约占地球表面的6%。这些积水土壤是地球最大的天然甲烷来源;甲烷是一种强效温室气体,在全球气温上升中发挥着关键作用。

随着气候变化推高全球气温并扰乱降雨模式,湿地正以更快的速度向大气中释放甲烷,这种现象被称为“湿地甲烷反馈”。

一项新研究以“简短通讯”的形式发表于《自然·气候变化》,研究发现,2020-21年湿地甲烷排放量出现了“异常”增长。

这位科学家正在利用纳米气泡清理秘鲁的湿地
这位科学家正在利用纳米气泡清理秘鲁的湿地
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论文还指出,热带湿地尤其是甲烷湿地排放的“热点”;在21世纪热带湿地排放量的增加中,南美洲的贡献最大。

与此同时,另一项研究——同样发表于《自然·气候变化》——发现,全球变暖也在影响湿地的二氧化碳和一氧化二氮排放。

论文总结称:“即使气温仅升高1.5-2C,变暖也会削弱原始湿地的减排潜力。”

湿地甲烷反馈

甲烷是一种强效温室气体,自工业革命以来造成了约30%的人为全球变暖。大多数甲烷排放来自人类活动,包括化石燃料行业、垃圾填埋场和农业。

2021年,美国、欧盟、印度尼西亚、加拿大、巴西、英国及许多其他国家和地区签署了“全球甲烷承诺”,承诺在2020-30年间将甲烷排放量削减30%。

与此同时,国际能源署去年发布的一份报告由国际能源署全球甲烷追踪报告得出结论:“最具成本效益的甲烷减排机会在能源部门,尤其是油气作业领域。”

然而,40%的甲烷排放来自自然来源。湿地是指一年中至少部分时间被水淹没的积水土壤,是全球最大的天然甲烷排放来源。

湿地形态多种多样,从……到北极冻土泥炭地、热带红树林种植区以及盐沼。约有40%的物种在湿地生活或繁殖。湿地还提供重要的生态系统服务,例如水体净化,并且是重要的碳汇。因此,湿地修复常被视为一项重要的气候减缓措施。

然而,湿地也会向大气中释放温室气体。这项新研究探讨了气候变化如何影响两种主要湿地——冻土湿地和热带湿地——的甲烷排放。

冻土湿地分布于高纬度寒冷地区,由部分冻结且积水的土壤构成。随着气候变暖、冻土融化,长期休眠的微生物开始“苏醒”,并向大气中释放甲烷。

与此同时,热带湿地通常分布于炎热潮湿的气候区。论文称,随着气候变化导致降雨模式变化,新的土壤开始积水,湿地也随之扩张。

总的来说,这意味着全球变暖正在推动湿地甲烷排放增加。这一过程称为“湿地甲烷反馈”。

低估排放量

论文使用两种不同类型的数据评估湿地甲烷反馈:数十年野外工作中收集的样本,以及“再分析”数据,后者将多个来源的观测结果与模型模拟相结合。

作者利用这两种数据来源运行湿地甲烷模型模拟,并据此预测不同变暖情景下热带湿地和冻土湿地未来的甲烷排放量。

下图显示了2000-22年湿地甲烷排放量相对于2000-06年水平的变化,其中野外工作数据(黑色虚线)和再分析数据(黑色实线)为估算值。图中还显示了第五次耦合模式比较计划(CMIP5)截至2100年的排放预测。CMIP是一个气候模型试验框架,使科学家能够研究并比较不同气候模型的输出结果。

深蓝色、浅蓝色、黄色和红色曲线分别代表低排放(RCP2.6)、中等排放(RCP4.5)、高排放(RCP 6.0)和极高排放(RCP8.5)情景。

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