在全球变暖背景下,自然湿地甲烷排放将增加多少、发生概率有多大?这一长期缺乏可靠定量评估的关键科学问题,近日被我国科学家联合国际研究团队成功突破。相关成果5月19日在线发表于《自然—地球科学》。
甲烷是仅次于二氧化碳的重要温室气体,其20年尺度增温效应约为二氧化碳的80余倍。湿地作为全球最大的天然甲烷排放源,对全球甲烷循环和气候系统具有重要影响。近年来多项研究表明全球湿地甲烷排放正在增强,但不同模型对未来增幅的预测差异巨大,长期缺乏对未来变化概率的可靠量化评估。
为解决这一难题,中国科学院青藏高原研究所三极观测与大数据团队张臻研究员、李新研究员联合国际团队,组织开展“未来湿地甲烷模型比较计划”,集合七个国际主流湿地甲烷模型,在统一气候情景下系统模拟了21世纪全球湿地甲烷排放变化。
研究发现,全球陆地平均温度每升高1℃,湿地甲烷排放平均每年增加24±10百万吨甲烷。研究团队进一步创新提出基于“温度敏感性”的涌现约束方法,利用全球湿地观测网络的甲烷通量观测数据对模型预测进行约束,首次建立了未来湿地甲烷排放增加的概率约束框架,实现了未来湿地甲烷反馈风险的概率化定量评估。
经过观测约束后,到2090年,全球湿地甲烷排放预测范围的不确定性减少约50%,未来预测显著收敛。
研究结果显示,在高排放情景下,到21世纪末,全球湿地甲烷排放相较当前可能增加50%–60%。到2030年代,新增自然湿地甲烷排放有90%的概率抵消当前全球人为甲烷减排目标的8%–10%。在较低概率情景(10%概率)下,其影响甚至可能抵消全球人为甲烷减排目标的三分之一以上。研究还发现,未来新增湿地甲烷排放约68%来自热带地区,亚马逊盆地、刚果盆地和东南亚湿地将成为未来全球重要甲烷排放热点。
论文第一作者、中国科学院青藏高原研究所张臻研究员表示,该研究最大的突破在于首次实现了未来湿地甲烷反馈风险的概率化定量评估。论文通讯作者李新研究员指出,目前全球湿地甲烷长期观测在热带和高寒地区仍然相对缺乏,随着全球持续变暖,青藏高原等高寒湿地可能成为未来甲烷排放的敏感区域,其潜在的气候反馈效应值得高度关注。未来需要进一步加强热带和高寒地区长期观测网络建设,并结合新一代卫星遥感与地球系统模型,提高对全球湿地甲烷变化及其气候反馈的监测与预测能力。
该研究不仅降低了未来预测的不确定性,也为全球甲烷减排政策和气候变化应对提供了新的科学依据。
湿地甲烷排放过程及观测技术示意图。青藏高原所供图
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41561-026-01987-2
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