研究人員發現，池塘（包括天然池塘和人工池塘）可能是溫室氣體（特別是甲烷）的淨排放源。透過研究碳埋藏率和溫室氣體排放量，研究發現池塘可能佔全球甲烷排放量的很大一部分，並能捕獲大量的碳。然而，甲烷這種比二氧化碳更強的氣體的釋放量超過了這些池塘的碳封存量。

康乃爾大學的研究表明，池塘可能是溫室氣體的淨排放者，尤其是甲烷。解決甲烷釋放問題有可能將池塘從溫室氣體源變成溫室氣體匯。

根據康乃爾大學研究人員的兩項相關研究，雖然人造池塘既能吸收溫室氣體，也能釋放溫室氣體，但兩者相加，它們可能是溫室氣體的淨排放者。

這兩項研究開始量化人造池塘和天然池塘對全球溫室氣體預算的重大影響，對這些影響的測量還不是很清楚。

“全球氣候模型和預測依賴溫室氣體排放和碳儲存的精確計算，”農業與生命科學學院生態學和進化生物學助理教授、研究報告的資深作者梅雷迪斯-霍爾格森說。霍爾格森實驗室的博士後研究員尼古拉斯-雷（Nicholas Ray）是兩篇論文的共同作者。

池塘影響與碳埋藏率

霍爾格森及其同事曾估計，池塘（定義為5 公頃或以下，地球上可能有10 億個池塘）向大氣排放的甲烷可能佔全球總量的5%。但是，由於沒有對許多水體進行精確測量，因此真正的數字可能只有這個百分比的一半或兩倍。同時，池塘中碳埋藏率的估計卻很少。

8 月18 日，《湖沼學與海洋學通訊》（Limnology and Oceanography Letters）雜誌發表了一篇題為《人工池塘中碳埋藏率高與自生生產有關》（High Rates of Carbon Burial Linked to Autochthonous Production in Artificial Ponds）的論文，研究了22 個康乃爾實驗池塘的碳埋藏率。這些相同的池塘（共有50 個）建於1964 年，提供了高度受控的環境，並有以往研究的詳細記錄。這些數據使霍爾格森和雷能夠評估管理活動對碳儲存的貢獻。

康乃爾大學50 個實驗池塘中的兩個，建於1964 年，用於研究。資料來源：Christine Bogdanowicz

在這項研究中，研究人員考察了過去的管理活動，同時也對22 個研究池塘中的每個池塘進行了沉積物取芯和沈積物厚度測量。他們測量了沉積物中的碳含量，將這些測量結果推斷到整個池塘，然後將該數字除以池塘的年齡，得出每平方米每年固碳的數量，這個數字與濕地和紅樹林的數量級相同，高於湖泊。

他們還發現，碳埋藏率受到水生植物（那些大到足以被看見的植物）、魚類以及相對於磷的高氮添加量的影響。添加適當種類和比例的養分可促進植物生長，而植物生長需要使用碳來製造細胞，當植物死亡時，這些養分就會沉積在池塘底部。

雖然缺乏天然池塘有機碳固存的數據，但科學家推斷了他們的研究結果，以估算全球天然池塘和人工池塘的總碳埋藏率。他們的結論是，天然池塘和人工池塘的固碳量佔所有湖泊估計儲存總量的65% 至87%，這表明科學家低估了全球池塘和湖泊的固碳量。

氣體排放的季節性變化

9 月19 日發表在《地球物理研究快報》（Geophysical Research Letters）雜誌上的第二項研究名為”溫帶建造池塘溫室氣體排放的季節內高變異性”（High Intra-Seasonal Variability in Greenhouse Gas Emissions From Temperate Constructed Ponds），該研究檢視了康乃爾大學四個實驗池塘的溫室氣體（主要是二氧化碳和甲烷）的季節性排放。

在這項研究中，研究人員測量了這些池塘在2021年無冰期大約每兩週的氣體排放量。

研究的主要作者雷說：「全球對池塘溫室氣體預算的估計非常不確定，部分原因是缺乏時間測量。研究人員發現，甲烷–一種比二氧化碳強25 倍的溫室氣體–佔每年排放氣體的大部分，二氧化碳和甲烷的排放量因季節而有很大不同。”

在植物生長的初夏季節，池塘吸收二氧化碳，到了晚些時候，植物腐爛時，池塘又排放二氧化碳。甲烷在整個溫暖的月份都有排放，但每週的排放量變化很大，這說明需要經常採樣以進行準確核算。

研究人員發現，當水被分層（一層溫暖的水位於寒冷的底層水之上）時，甲烷就會積聚起來，導致甲烷的總體排放量高於因風或突然冷卻而混合的水。這是因為產生甲烷的池塘床微生物需要低氧條件，而混合會破壞這種條件。

潛在的解決方案和資金

如果把兩篇論文的結果結合起來看，池塘是溫室氣體的淨排放者，因為甲烷的釋放量超過了沉積物中儲存的碳量。但這些發現也提供了利用氣泡器或水下循環器來減少甲烷排放的可能性。

霍爾格森說：”如果我們能減少甲烷的數量，我們就有可能把這些池塘從淨排放池變成淨吸收池，但我們必須控制甲烷的排放量。”