伯克利實驗室的科學家發現，北極和北方生態系的濕地甲烷排放量每十年增加一次。濕地是地球上最大的甲烷天然來源，甲烷是強效溫室氣體，它使大氣變暖的能力是二氧化碳的30 倍。美國能源部勞倫斯柏克萊國家實驗室（柏克萊實驗室）的研究團隊分析了整個北方-北極地區的濕地甲烷排放數據，發現自2002 年以來，甲烷排放量增加了約9%。

畜牧業和化石燃料生產每年向大氣中排放數噸甲烷，其作用已被充分研究。儘管不確定性更大，但量化自然濕地的排放量對於預測氣候變遷非常重要。科學家預計，濕地甲烷排放量正在上升，因為北方地區和北極地區生態系統的氣溫正在以大約全球平均氣溫四倍的速度上升，但是很難說上升了多少，因為在這些廣闊且經常被水淹沒的環境中監測排放量一直非常困難–直到現在。

柏克萊實驗室研究科學家、資深作者朱清（音譯）與柏克萊實驗室博士後研究員袁坤曉佳（音譯）解釋：「北方和北極環境富含碳，容易受到氣候變暖的影響。本週發表在《自然-氣候變遷》上的一篇論文介紹了他們的研究方法。”

“氣溫升高會增加微生物活動和植被生長，”朱清說，”這與甲烷等氣體的排放有關。透過了解甲烷的自然來源是如何變化的，我們可以更準確地監測溫室氣體，讓科學家們了解當前和未來的氣候變遷狀況。透過更準確地了解濕地在全球氣候系統中發揮的作用，以及濕地甲烷排放量的增加方式和速度，這項研究可以提供一個科學基線，幫助理解和應對氣候變遷。”

高緯度濕地：量化甲烷排放量及其變化情形

儘管甲烷在大氣中停留的時間遠少於二氧化碳（10 年對300 年），但甲烷的分子結構使其使大氣變暖的能力是二氧化碳的30 倍。

氣溫升高不僅會增強飽和土壤中甲烷釋放微生物的活動，還會增加水漬土壤的面積，因為冰凍的土壤會解凍，更多的降水會以雨水而不是雪水的形式降下，這些微生物會在水漬土壤中茁壯成長。這就是為什麼科學家預計這些高緯度地區的甲烷排放量會增加，以及為什麼迫切需要更準確地量化甲烷。

出版物中的地圖，顯示了北極和北方地區濕地甲烷熱點的具體位置和麵積。資料來源：伯克利實驗室

測量溫室氣體釋放最常見的方法是在室內的固定位置捕捉土壤中釋放的氣體，讓它們在一定時間內累積。另一種方法是更自主的數公尺高的渦度協方差塔，它可以在生態系統的大片區域內–通常是在濕地等難以到達的地方持續測量土壤、植物和大氣之間的溫室氣體交換。柏克萊實驗室的研究團隊結合使用這兩種方法獲得的數據，分析了北極-北方地區各濕地超過307 年的甲烷排放數據，從而更好地了解了影響數百英畝土地和數分鐘至數十年內甲烷排放的各種因素。

研究團隊發現，從2002 年到2021 年，這些地區的濕地平均每年釋放20 太克（teragrams）甲烷，相當於約55 座帝國大廈的重量。他們還發現，自2002 年以來，排放量增加了約9%。

此外，研究人員也考慮了北極和北方地區的兩個”熱點”地區，與周圍環境相比，這兩個地區的單位面積甲烷排放量要高得多。他們發現，大約一半的年均排放量來自這些熱點地區，這有助於為緩解工作和未來的測量提供資訊並確定目標。

影響濕地排放的環境因素

研究人員也調查了甲烷排放量增加的環境因素，發現有兩個主要驅動因素：溫度和植物生產力。

氣溫升高會增加微生物的活動；當氣溫升高時–無論是由於氣候變遷造成的平均氣溫升高，還是由於氣候變異造成的某些特定年份的氣溫升高，都會在這一過程中釋放出更多的甲烷。研究團隊發現，溫度是控制北極-北方生態系濕地排放量及其變化的主要因素。這可能會導致氣候反饋，即微生物活動增加所產生的甲烷排放會提高大氣溫度，從而導致更多的甲烷排放，如此循環。

植物生產力越高，土壤中的碳含量就越高，進而促進甲烷微生物的繁殖。研究人員發現，當植物的生產力更高、更活躍，釋放出有助於微生物生長的基質時，濕地的甲烷排放量就會增加。

研究團隊也發現，濕地甲烷排放量最高的2016 年也是高緯度地區自1950 年以來最溫暖的一年。

由於甲烷在大氣中的停留時間很短，因此可以相對較快地減少和清除，」朱解釋說。」透過更準確地了解濕地在全球氣候系統中發揮的作用，以及濕地甲烷排放量的增加方式和速度，這項研究可以提供一個科學基線，幫助理解和應對氣候變遷。 “

編譯來源：ScitechDaily