全球增溫對濕地的溫室氣體“匯”(簡稱碳匯)功能有沒有影響？有何影響？中國科學(xué)院大氣物理研究所(中科院大氣所)科研團(tuán)隊(duì)利用最近30多年間超過160個(gè)濕地站點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成的研究發(fā)現(xiàn)，目前，濕地是溫室氣體的“匯”，隨著全球變暖，濕地的溫室氣體“匯”功能將大幅減弱。
不同優(yōu)勢植物功能群濕地，二氧化碳、甲烷和氧化亞氮三種溫室氣體凈交換對增溫的響應(yīng)?！≈锌圃捍髿馑?供圖
這項(xiàng)全球氣候變化重要影響研究由中科院大氣所東亞區(qū)域氣候-環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室包韜博士后與合作導(dǎo)師賈根鎖研究員和徐希燕研究員共同完成，成果論文北京時(shí)間3月21日凌晨在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-氣候變化》(Nature Climate Change)發(fā)表。他們通過集成1990-2022年間在167個(gè)獨(dú)立自然濕地站點(diǎn)開展的人為增溫模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對二氧化碳、甲烷和氧化亞氮三種溫室氣體排放對增溫的響應(yīng)開展了研究。
研究團(tuán)隊(duì)基于數(shù)據(jù)爬蟲技術(shù)和逆方差隨機(jī)效應(yīng)模型薈萃分析方法研究發(fā)現(xiàn)：目前濕地是溫室氣體的“匯”，如果全球升溫幅度在1.5-2°C，濕地的溫室氣體“匯”功能減弱超過一半(約減弱57%)，也就是說，即使《巴黎協(xié)定》全球平均氣溫較前工業(yè)化時(shí)期上升幅度控制在2°C以內(nèi)，并努力將溫度上升幅度限制在1.5°C以內(nèi)的目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)，濕地在減緩氣候變化方面所起的作用仍然會(huì)大幅減弱。
在大的空間尺度上，濕地優(yōu)勢植物功能群的差異可以很好地解釋不同升溫模擬實(shí)驗(yàn)中，濕地溫室氣體源匯變化的不確定性。增溫后，在灌木類、禾草類等維管植物占優(yōu)勢的濕地，二氧化碳凈吸收增加；苔蘚、地衣等隱花植物占優(yōu)勢的濕地，二氧化碳凈排放顯著增加。不管濕地優(yōu)勢植物功能群如何，增溫都促進(jìn)了濕地甲烷的凈排放，因?yàn)榕c低親和力的甲烷氧化菌相比，產(chǎn)甲烷菌對土壤溫度的變化更為敏感。
同時(shí)，本項(xiàng)研究量化了濕地氧化亞氮排放對增溫的響應(yīng)。雖然濕地氧化亞氮排放通量較低，但氣候變暖顯著增強(qiáng)了禾草類植物(約27%)占優(yōu)勢的濕地氧化亞氮的凈排放?？紤]到百年尺度上氧化亞氮的溫室效應(yīng)是二氧化碳的298倍，因此，即使少量的氧化亞氮排放增加也可能對全球升溫產(chǎn)生不可忽視的貢獻(xiàn)。該研究還發(fā)現(xiàn)，在維管植物占優(yōu)勢的多年凍土濕地，氣候變暖會(huì)更加顯著地促進(jìn)甲烷和氧化亞氮的凈排放，從而對氣候變暖產(chǎn)生正反饋?zhàn)饔谩?/p>
研究團(tuán)隊(duì)表示，政府間氣候變化委員會(huì)(IPCC)第6次氣候變化評估報(bào)告中特別指出，《巴黎協(xié)定》溫控目標(biāo)下，未來碳排放空間估算不確定的主要來源之一是濕地等生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放對氣候變化響應(yīng)的不確定。這次研究揭示出濕地溫室氣體排放對增溫響應(yīng)的特征以及不確定的主要來源，也為濕地-氣候反饋機(jī)制的模擬研究提供了新啟示。
據(jù)了解，濕地覆蓋地球表面積的6%，但儲(chǔ)存著全球三分之一的土壤有機(jī)碳。濕地植被通過光合作用將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳，在濕地土壤中積累。此外，濕地的厭氧環(huán)境使得有機(jī)碳的分解速度較慢，所以濕地是碳素積累速度最快的自然生態(tài)系統(tǒng)。越來越多的證據(jù)表明，氣候變暖正在顯著改變濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。氣候變暖是否會(huì)刺激濕地釋放更多的溫室氣體，是全球變化研究亟需解決的關(guān)鍵問題之一。
