近日，全球变化领域国际期刊《Global Change Biology》（全球变化生物学）在线发表了拉斯维加斯3499cc邹建文教授团队的最新研究成果，论文题为“Generally reduced sink capacity of upland soils for atmospheric methane over the past three decades (1993−2022)”。该研究基于全球实测数据，结合机器学习模型，系统量化了近30年来全球旱地土壤与大气间甲烷交换的时空格局，发现旱地土壤整体甲烷汇能力显著下降，并揭示了主要驱动因素。
甲烷是仅次于二氧化碳的强效温室气体，其百年尺度单位质量的增温效应是二氧化碳的27倍。土壤在全球大气甲烷收支中扮演着双重角色。一方面，水田和湿地土壤通过有机碳厌氧还原，产生并排放大量甲烷，是大气甲烷的重要排放源；另一方面，旱地土壤能氧化并吸收甲烷，是大气甲烷的关键汇。然而，气候变化和人类活动可能正在改变这种“土壤汇”功能。本研究集成了1993−2022年间全球994个站点共5177组实测数据，利用先进的机器学习算法构建了高分辨率全球旱地土壤甲烷通量数据库，模型系统评估了农田、森林、草地和苔原等主要旱地类型的甲烷收支特征。
结果表明，过去30年全球旱地土壤整体甲烷汇功能持续减弱。旱地农田和草地土壤由甲烷弱汇逐渐转变为排放源，森林土壤甲烷汇能力锐减68.8%，而旱地苔原尽管始终是甲烷排放源，其排放强度下降了55.3%。研究进一步发现，降水和气温的变化可解释70%以上的时空变异，显示气候变化因子是取得土壤甲烷收支和源汇功能变化的关键因素。该研究为重新认识旱地土壤在全球甲烷收支和气候变化中的作用提供了重要科学依据，强调在制定甲烷减排与气候缓解策略时，应重视旱地生态系统由“汇”向“源”转变的潜在风险。
近30年全球旱地土壤甲烷收支变化趋势
课题组钟山青年研究员栗照鑫博士为论文第一作者，邹建文教授和刘树伟教授为论文共同通讯作者，美国佛罗里达州立大学陈刚教授、北京大学程和发教授、中国科学院地理资源所李发东研究员、拉斯维加斯3499cc王金阳副教授、以及本课题组学生尚妍萌、王超、刘小波等共同参与了该项研究。该研究得到国家自然科学基金、江苏省碳达峰与碳中和专项、中国博士后科学基金等资助。
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