南科大曾振中团队在全球湿地温室气体交换模式及排放-减排潜力评估研究取得进展
2022年08月19日 科研新闻 浏览量 :883

近日,南方科技大学环境科学与工程学院副教授曾振中团队在Nature Geoscience发表题为“Rewetting global wetlands effectively reduces major greenhouse gas emissions”的研究论文。该研究利用全球湿地温室气体交换数据集探究了主要温室气体:二氧化碳、甲烷、氧化亚氮的总交换量在不同水位和温度梯度下的非线性水热交换模式,结合湿地退化趋势和不同修复策略评估了全球湿地温室气体排放规模和减排潜力。

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湿地作为有机碳库密度最大的生态系统类型,水位下降对碳库的威胁以及造成的温室气体排放备受关注。湿地二氧化碳、甲烷、氧化亚氮交换受水位调控。高水位条件下的厌氧环境降低了有机碳的分解,在长时间尺度上形成了主要的陆地碳库。同时,这种电子受体受限的条件有利于甲烷产生,从而形成了大气甲烷的最大自然来源。相比之下,水位下降促进有机质的分解造成二氧化碳和氧化亚氮的净排放。已有研究主要涉及单一或两种温室气体,全球单一湿地类别或站点尺度。因此,涵盖三种主要温室气体排放清单的全球湿地退化评估,可以了解较为完整的排放体量及湿地生态系统功能恢复的减排潜力,为制定有效的净零排放策略提供理论依据。

研究团队基于全球1875个观测场址的温室气体交换数据,根据年均温和地下水位划分为3个气候区×6个水位梯度。水位梯度下的二氧化碳、甲烷和氧化亚氮排放模式不同。总净温室气体交换在淹水和低水位条件下达到峰值,与湿地水位呈u型关系。对于所有气候区,当地下水位接近地表时,二氧化碳当量的温室气体排放最小。

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图1. 湿地温室气体排放的非线性水热模式

根据温室气体排放与地下水位的关系,估算1950 - 2020年湿地退化(排水/干燥)导致的温室气体排放总量为276.4 Gt CO2eq。其中,近几年二氧化碳、甲烷和氧化亚氮排放相当于人为源的10.8%、-0.5%和30.5%。在当前的退化趋势下,2021-2100年,排放可能会增加约1.5倍,达到408 Gt CO2eq。如果在未来十年逆转湿地退化趋势并逐渐修复退化湿地,使其地下水位达到近地表从而恢复湿地有机碳积累功能,可以减少相当于10%的人为源二氧化碳排放。

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图2. 不同情景下全球退化湿地的温室气体排放趋势

该研究依托于国家自然科学基金和南方科技大学启动基金完成。南方科技大学为该论文第一单位。南科大环境学院2020级博士生邹俊宇为论文第一作者,曾振中副教授为论文通讯作者,合作单位包括南方科技大学、泰国梅州大学、瑞典哥德堡大学、美国伊利诺伊大学、法国气候与环境科学实验室、丹麦哥本哈根大学、香港大学、香港中文大学、英国利兹大学、新加坡植物园以及美国科罗拉多州立大学。

 

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41561-022-00989-0

 

 

供稿:环境科学与工程学院

通讯员:晏梓添

主图:丘妍

编辑:韩文嘉


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