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一项新的研究揭示了淡水湿地甲烷排放的调节机制

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-02  浏览次数:24
核心提示:尽管淡水湿地只占地球表面的一小部分,但它们是进入大气层的甲烷的最大自然来源。乔治亚大学的一项新研究发现了一个意想不到的过

尽管淡水湿地只占地球表面的一小部分,但它们是进入大气层的甲烷的最大自然来源。乔治亚大学的一项新研究发现了一个意想不到的过程,它是调节这些淡水环境中甲烷排放的关键看门人。

 

萨曼塔·乔伊(Samantha Joye)及其同事在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上发表的这项研究,描述了甲烷厌氧氧化(一度被认为在这些环境中并不重要)的高速率如何大幅减少淡水湿地的甲烷排放。


尽管在淡水中厌氧甲烷氧化已经引起了科学的关注,但这一过程与环境的相关性还不清楚。


佐治亚大学体育协会艺术与科学教授、海洋科学教授Joye说:“这篇论文报告了一个以前未被发现的淡水沉积物、土壤和泥炭中的甲烷沉淀池:微生物介导的甲烷厌氧氧化。”“这一过程在横跨广阔生物地理区域的淡水湿地中的根本重要性,突显出甲烷厌氧氧化在地球上甚至在淡水栖息地中发挥的关键作用。”


乔伊指出,如果没有这个过程,淡水湿地的甲烷排放量可能会增加30%到50%。


“这项研究进一步加深了对全球甲烷预算的理解,并可能对未来温室气体模型的发展产生影响,”研究报告的合著者凯瑟琳·塞加拉(Katherine Segarra)说。她是美国内政部海洋能源管理局(Bureau of Ocean Energy Management)的海洋学家。


研究小组调查了三个生物地理区域的三个淡水湿地的厌氧氧化过程:佛罗里达沼泽地的淡水泥炭土;缅因州阿卡迪亚国家公园的沿海富有机物湿地;以及乔治亚州沿海的潮汐淡水湿地。这三个地点都是在多个季节取样的。


甲烷的厌氧氧化在一定程度上与硫酸盐还原相耦合。例如,海平面上升会导致硫酸盐增加,而硫酸盐会加速厌氧氧化。类似地,随着咸水侵入沿海淡水湿地,硫酸盐的增加抑制了微生物甲烷的形成或甲烷生成。


因此,尽管淡水湿地被认为是大气中重要的甲烷来源,但它们较低的硫酸盐浓度之前导致大多数人得出结论,甲烷的厌氧氧化在这些地区并不重要。这项新的研究表明,如果没有厌氧甲烷氧化过程,淡水环境将占全球甲烷预算的更大一部分。


Joye说:“淡水湿地甲烷的厌氧氧化过程在某些方面与我们对海洋沉积物甲烷氧化过程的了解不同。”“淡水湿地中甲烷氧化微生物的同位素特征与海洋中甲烷氧化微生物的同位素特征不同,这可能是一种独特的生物化学现象。”这可能意味着它们吸收碳进入生物量的机制是不同的,或者不同的微生物在淡水栖息地进行甲烷的厌氧氧化。


 
 
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