托木斯克国立大学(托国立)的科学家首次在俄罗斯中部针叶林带,对湿地内部的湖泊进行了全年监测。此前,人们普遍认为小型水体是温室气体排放的主要来源。然而,水样分析结果却显示出相反的趋势:甲烷和二氧化碳含量低于预期,而溶解氧的水平则高于科学家原本的假设。本项研究获得了俄罗斯科学基金会(РНФ)项目支持。
“湿地生态系统的特点在于,它们不仅仅是泥炭层的堆积,”项目负责人、托国立“Megaprofile”共享平台中心主任**谢尔盖·沃罗比约夫(Sergey Vorobyov)**解释道,“在西西伯利亚,泥炭层中散布着大量湖泊,其面积可占整个湿地面积的80%。如果只研究泥炭地表面的排放情况,我们无法全面了解湿地温室气体的排放。因此我们现在对不同区域的湿地湖泊进行详细研究:包括汉特-曼西自治区(ХМАО)、亚马尔-涅涅茨自治区(ЯНАО)以及托国立研究基地所在的瓦休甘湿地。”
图源:托国立科研人员提供
过去两年间,科研人员在每个季节都对多个研究点进行了取样,甚至包括一些偏远湖泊——秋春两季需乘气垫船前往,冬季则借助雪地摩托。这是俄罗斯首次获得全年不同季节湿地湖泊排放数据,为评估全年温室气体排放水平提供了前所未有的依据。
研究的重点是浅水小湖泊,由于水温较高,它们可被视作天然“生物反应器”,其中有机质分解会释放出大量二氧化碳和甲烷。科学家们认为,这些湖泊是影响大气温室气体浓度的重要因子。
尽管采样难度极大,托国立的研究人员仍成功在多个季节完成样品采集。初步分析结果显示,与他们的预期显著不同。
“最令人惊讶的是水中溶解氧含量很高,甚至在冬天也不例外,”谢尔盖·沃罗比约夫指出,“而在暖季的测量结果也略出乎意料。我们原本认为这些自然过程会遵循帕累托法则(80/20法则):即80%的结果来自20%的原因或努力。但事实上,在北方的多年冻土带中这个规律成立,而在中部与南部针叶林带,我们却未发现类似的模式。”
2025年研究季,科学家们将继续从自动监测站点采集样本,并进行数据分析,以获得更客观的评估,了解西伯利亚与北极湿地湖泊在全球温室气体排放中的真实贡献。
本研究由俄罗斯科学基金会(项目编号:№24-17-00300)支持,旨在提升我们对大型湖泊、湿地与河流对全球气候变化影响的预测准确性。相关研究成果计划于2026年发布。与此同时,托国立也在托木斯克州“卡伊巴索沃碳场”区域内,对泛滥湖泊开展多年期研究。
补充资料:
托木斯克州“碳场”由托国立联合多个伙伴机构创建,包括西伯利亚分院气候与生态系统监测研究所(ИМКЭС СО РАН)、大气光学研究所(Институт оптики атмосферы СО РАН)与西伯利亚农业工程研究院(СибНИИСХиТ)。“碳场”项目作为“2030优先计划”框架下的一部分,属于碳循环研究的重大国家战略项目。