地球环境研究所在湖泊水体甲烷浓度的影响因素方面取得进展
【发布时间:2024年06月17日
】【来源:中科院地球环境研究所】
甲烷(CH4)是地球大气中的一种主要温室气体,虽然它的浓度比二氧化碳低得多,但其温室效应比二氧化碳高数十倍。研究甲烷的释放和吸收过程有助于更好地理解温室气体的作用,以及它们对地球气候变化的影响。湖泊是甲烷的重要来源,了解环境因素对湖水中CH4浓度的影响对于准确评估湖泊的CH4排放至关重要。
为此,中国科学院地球环境研究所 “极端气候事件及影响”团队(EXCEIS)刘卫国课题组联合国内多家单位,在2021年至2023年不同月份,对青藏高原两个连通湖泊(可鲁克湖:开放的淡水湖,托素湖:封闭的咸水湖)的湖水CH4浓度进行了原位高分辨率测定。结果表明:这两个湖泊的CH4浓度存在显著的空间和季节变化,而每个月的可鲁克湖CH4浓度均高于托素湖。由于这两个湖泊相互连通,两个湖泊的很多环境条件相似(如pH、水温、溶解氧含量和总有机碳含量),但它们之间的关键区别在于湖泊盐度。这意味着盐度是导致托素湖CH4浓度下降的关键因素,可能是由于淡水湖和微咸水/咸水湖之间微生物物种的变化。
此外,为了进一步验证盐度对湖水中CH4浓度的影响,我们比较了青藏高原、黄土高原和长江平原33个湖泊(包括5个咸水湖湖和28个淡水湖)的CH4浓度,发现咸水湖的CH4浓度始终较低(平均0.08μmol/L),而淡水湖的CH4浓度通常较高(平均1.25 μmol/L),且波动较大。
因此,淡水湖和咸水湖具有不同的CH4排放量,这有助于更准确地估算全球湖泊的CH4排放量。
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图1 研究区域
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图2 可鲁克湖(左图)和托素湖(右图)不同月份甲烷浓度的高分辨率数据
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图3 中国不同区域湖泊甲烷浓度与盐度的关系
上述成果发表在学术期刊Science of the Total Environment上,第一作者为刘虎副研究员,通讯作者为三峡大学刘佳老师。本研究得到国家重点研发计划(2023YFF0804300)、国家自然科学基金(42373057, 51979148)和陕西省青年科技新星(2023KJXX-099)等资助。
详文见:Liu, H., Xiao, S., Liu, W., Wang, H., Liu, Z., Li, X., Zhang, P., Liu, J.*, 2024. Salinity decreases methane concentrations in Chinese lakes. Science of The Total Environment 937, 173412.
全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969724035599
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