我國首個天然氣水合物野外站助力青藏高原土壤碳排放觀測
中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心 ?肖睿
我國已經(jīng)向世界承諾,，力爭 2030 年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,，2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和，從碳達(dá)峰到碳中和僅有 30 年,，遠(yuǎn)短于發(fā)達(dá)國家承諾的時間,，難度也遠(yuǎn)大于發(fā)達(dá)國家,。青藏高原平均海拔在4000m以上，屬于典型的高寒生態(tài)系統(tǒng),，是全球碳庫重要的組成部分,，其顯示出的碳中和現(xiàn)狀與碳匯巨大潛力使其在全球碳循環(huán)的地位越發(fā)重要，可以為國家實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)及綠色發(fā)展與生態(tài)保護(hù)恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù),，對我國乃至全球的人類生存環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展起著極為重要的生態(tài)安全屏障作用,。
在當(dāng)下氣候變暖的大背景下，全球增溫速率直接影響到土壤碳排放過程,。青藏高原土壤碳占全國 1/4,，清楚的了解青藏高原土壤碳排放及其在未來氣候變暖下可能發(fā)生的改變，將影響到對國家區(qū)域自然碳排放量和人為碳排放量評估的準(zhǔn)確性，故而青藏高原土壤碳排放的研究具有重要意義,。目前針對青藏高原土壤碳排放的研究在青藏高原土壤碳排放的關(guān)鍵性影響因素,、高原多年凍土發(fā)生退化后影響土壤碳排放的主要方面、高原淺表層土壤碳排放的時空差異性等方面取得較多認(rèn)識,，但而當(dāng)前青藏高原土壤碳排放研究更多的是針對區(qū)域小尺度的觀測研究,，觀測的時間連續(xù)性十分缺乏，同時氣候變暖導(dǎo)致的環(huán)境因子變化有著很大的不確定性,，急需加強(qiáng)大尺度連續(xù)性的時空觀測分析,。
中國地質(zhì)調(diào)查局在成功開展陸域第一次和第二次天然氣水合物試開采工作后，在海拔4100米的青藏高原東北緣著手建設(shè)了我國首個天然氣水合物野外科學(xué)觀測研究站,。為形成完整的青藏高原土壤碳排放觀測系統(tǒng),，野外站充分利用自身的獨(dú)特原位優(yōu)勢和長期觀測優(yōu)勢，開展水合物,、凍土、碳通量,、熱通量,、生態(tài)、水文等的原位觀測,，開展多尺度觀測實(shí)驗和控制實(shí)驗,，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行多尺度機(jī)理分析，為環(huán)境保護(hù)提供關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù),，支撐青藏高原土壤碳排放研究,，服務(wù)青藏高原自然條件生態(tài)保護(hù)和綠色發(fā)展。目前,，通過長達(dá)5年的土壤甲烷,、二氧化碳通量連續(xù)觀測發(fā)現(xiàn)，區(qū)域范圍內(nèi)甲烷常年多表現(xiàn)為吸收狀態(tài),，且夏季較冬季吸收狀態(tài)更為明顯,，這與常規(guī)認(rèn)為的沼澤地區(qū)甲烷長期為排放狀態(tài)截然相反，而二氧化碳主要表現(xiàn)為排放狀態(tài),，在表層土壤（25-30 cm）中甲烷氧化菌（吃甲烷的細(xì)菌）要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于產(chǎn)甲烷菌,，而到了下部的淺層土壤（105-110 cm），甲烷氧化菌則少于產(chǎn)甲烷菌,，研究初步認(rèn)為傳統(tǒng)觀念不同的甲烷吸收狀態(tài)特征可能與土壤類型以及其中的微生物種類和豐度有關(guān),，深層上此特征是否受凍土區(qū)天然氣水合物變化的影響尚不可知，尚需更長時間的監(jiān)測進(jìn)行科學(xué)解釋,。
圖1 ?甲烷/二氧化碳通量年度變化
圖2 ?淺表層土壤中產(chǎn)甲烷菌,、甲烷氧化菌含量對比
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