石川澪 白虎 中大商讨流露: 北半球中高纬度地区湖泊水生植被彭胀将加多甲烷排放

发布日期:2025-07-01 11:54    点击次数:169

石川澪 白虎 中大商讨流露: 北半球中高纬度地区湖泊水生植被彭胀将加多甲烷排放

3月28日石川澪 白虎,中山大学测绘科学与时间学院副施展侯雪姣课题组在《当然-地球科学》(NatureGeoscience)发表论文,初次系统揭示了北半球中高纬度湖泊水生植被的时空漫步情势过甚动态变化特征,指出水生植被对湖泊甲烷的排放量有遑急影响,北半球中高纬度地区湖泊水生植被的彭胀将加多甲烷的排放。

系统监测水生植被漫步及永久变化趋势

湖泊是一种具有改善水质、转念表象、守护区域生物种种性等遑急作用的生态系统。在北半球,中高纬度(北纬40°以北)的湖泊占天下湖泊总面积的62.5%,这些湖泊和会过扩散、冒泡和水生植物组织输送等多种花式开释甲烷,是天下湖泊甲烷排放的遑急孝顺源。

“现存湖泊甲烷排放估算的商讨主要基于恢弘水域的不雅测,而水生植被等要道要素的永久孝顺被低估。”侯雪姣暗意,现在北半球中高纬度绝大普遍湖泊的水生植被的时空漫步仍穷乏系统性数据,严重制约了水生植被对湖泊甲烷排放影响的评估。此外,已知北半球高纬度地区陆地植被的秘籍领域和绿度因天下变暖权臣加多,但水生植被对表象变暖的响应模式仍不明晰。

为系统了解北半球中高纬度地区湖泊水生植被的漫步变化和要道影响要素,侯雪姣课题组哄骗Landsat卫星遥感数据,构建了从1984至2021年共274万个湖泊的水生植被漫步数据集,为科学评估湖泊甲烷排放量提供基础数据支握。

商讨流露,当年40年北半球中高纬度地区有122万个湖泊存在水生植被漫步,占商讨湖泊总和的44.7%。水生植被最大秘籍面积达到12万浩繁公里,占商讨湖泊总面积的6.0%。其中,亚洲湖泊的水生植被面积最大,达5.53万浩繁公里,其次是北好意思洲,水生植被面积为3.24万浩繁公里;而欧洲的水生植被面积相对较小,仅为1.47万浩繁公里。水生植被辘集漫步在北纬40-50°和60-70°,漫步的热门区域包括东西伯利亚、加拿地面盾及鄂毕河流域等。当年40年,湖泊水生植被出现频率均值为1.68±3.8%。不同大洲的植被出现频率均值相反权臣:北好意思洲植被出现频率最低,仅为0.65%;而欧洲的频率最高,达到2.99%。与植被频率不同的是,水生植被绿度均值(NDVI值)在各大洲区域相反不领略。

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时序变化分析流露,1984-1999到2011-2021年间,水生植被举座发达出权臣的面积彭胀(+2.3×104km2)以及植被频率加多(+73.7%)。此外,72.5%的湖泊水生植被绿度在加多。水生植被面积和频率的加多因地区和纬度而异。在鄂毕河流域、加拿地面盾和东西伯利亚等湖泊密集的低凹地区,植被面积权臣彭胀。同期,植被频率变化发达出领略的纬度特征,中纬度地区的频率增幅领略高于高纬度地区。但是,植被绿度未发达出权臣的区域或纬度相反。

总体上,当年四十年间,水生植被呈现权臣彭胀趋势,与北半球高纬度地区陆地植被的变化模式高度一致。

探究影响水生植被变化的要道要素

为了长远探究影响水生植被变化的原因,商讨课题组哄骗得回的万古序水生植被漫步数据聚合表象、湖泊环境、东谈主为要素等其他数据,哄骗机器学习模子开展了长远分析。

恶果标明,在东谈主口衰退区,气温是影响水生植被变化的要道要素。40年内,商讨区温度升高了33.0%。温度的加多可能使更多区域达到最好光合温度,从而促进水生植被的滋长和彭胀。此外,湖泊过甚周围环境的变化,尤其是多年冻土溶化和湖泊结冰期裁减,也对水生植被的滋长产生了影响。

而在东谈主口密集区,湖泊的物理环境和东谈主类活动是水生植被漫步变化的遑急影响要素,湖泊的水文环境与水生植被的变化密切推敲。此外,肥料使用亦然影响水生植被变化的遑急运行要素。在德国、波兰、丹麦等欧洲国度,水生植被首先的减少可能与这些地区高度集约化农业和畜牧业变成的水体富养分化关联。但是,近些年的植被加多可能归因于欧洲国度平凡推论的湖泊收复方法,比如减少氮和磷负荷排放等。

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“北半球中高纬度地区湖泊水生植被的变化不仅是表象变化的径直反应,更是东谈主类活动多重影响的笼统恶果。”论文的第一作家、中山大学测绘科学与时间学院博士商讨生刘金英暗意,“咱们的商讨凸显了水生植被对表象变化和东谈主类活动响应的复杂性,有助于进一步领略天下表象变化布景下北半球中高纬度湖泊生态系统的演变。”

水生植被对湖泊甲烷排放量估算有遑急影响

该商讨中,课题组还对比分析了仅接洽湖泊恢弘水域的甲烷排放量与同期接洽湖泊恢弘水域和水生植被的甲烷排放量。恶果流露,仅接洽湖泊恢弘水域的平均甲烷排放量为1.16TgCH4yr-1。但是,同期接洽水生植被和恢弘水域的总体排放量加多了13%,达到1.31TgCH4yr-1。这标明水生植被对甲烷排放量的估算有权臣影响,应当将水生植被纳入湖泊甲烷排放估算模子。

通过进一步对比两种湖泊甲烷排放量的永久净变化,商讨课题组发现,从1984-1999到2011-2021,接洽了水生植被漫步的总甲烷排放量加多了0.09TgCH4yr-1,比仅接洽恢弘水域的估算值跳跃125%(0.04TgCH4yr-1)。湖泊水生植被的彭胀对湖泊甲烷排放量的永久估算产生权臣影响,这一商讨恶果再次考据了水生植被在湖泊甲烷排放估算中的要道作用。

“改日,跟着高阔别率遥感时间的发展和湖泊甲烷排放实测数据的积贮,水生植被对湖泊甲烷排放的影响将得到愈加准确的评估。”侯雪姣暗意,水生植被的彭胀或同期加多湖泊对二氧化碳的接管才调,从而部分对消甲烷排放的加多。改日的商讨需要同期接洽甲烷排放和二氧化碳接管的变化,以全面评估水生植被变化对天下温室气体变化的影响。

文丨记者陈亮

通信员朱嘉豪

图丨学校供图石川澪 白虎