近日，中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學與凍土工程重點實驗室的杜志恒副研究員及其研究團隊，在山地冰川溫室氣體源匯特征的研究上取得了進展。這項研究以我國祁連山最大的大陸性冰川——老虎溝12號冰川為對象，首次在不同消融季節(jié)對冰川末端冰洞及冰川融水中的甲烷和二氧化碳濃度及其同位素等指標進行了原位在線監(jiān)測，揭示了冰川消融過程中溫室氣體排放與吸收的獨特機制。相關論文發(fā)表于Science of the Total Environment。

 

隨著全球氣候變暖，山地冰川的加速融化已成為不爭的事實。我國作為世界上山地冰川分布廣泛的國家之一，其冰川消融現(xiàn)象尤為顯著。冰川的融化不僅改變了地表形態(tài)和水文循環(huán)，還可能對全球碳循環(huán)產(chǎn)生深遠影響。然而，關于中低緯度山地冰川在消融過程中溫室氣體（如甲烷和二氧化碳）的源匯特征，此前鮮有系統(tǒng)性研究。

 

杜志恒研究團隊發(fā)現(xiàn)，在冰川末端冰洞內(nèi)，甲烷濃度高達5.7 ppm，約為大氣中甲烷濃度的三倍，而二氧化碳濃度則低至168 ppm，僅為大氣中二氧化碳濃度的四分之一左右。這一數(shù)據(jù)表明，冰川消融過程中伴隨著甲烷的顯著排放和二氧化碳的吸收。

 

值得注意的是，隨著冰川融水向下游遷移，甲烷的排放和二氧化碳的吸收現(xiàn)象逐漸減弱。這一發(fā)現(xiàn)揭示了冰川融水系統(tǒng)對溫室氣體排放和吸收的動態(tài)調(diào)控作用，為理解山地冰川對全球碳循環(huán)的影響提供了新的視角。

 

同位素分析進一步揭示了甲烷的生成機制。研究指出，甲烷的生成主要源于乙酸發(fā)酵型，但也不能排除熱成因甲烷生成方式的存在。這表明冰川生態(tài)系統(tǒng)中的微生物活動和地熱作用共同影響著甲烷的生成和排放。

 

杜志恒副研究員強調(diào)，山地冰川在消融過程中如同一個個“煙囪”，不斷向大氣中排放甲烷。雖然與高緯度極地地區(qū)的大冰川相比，中低緯度山地冰川的甲烷排放濃度和通量處于中等水平，但其對區(qū)域乃至全球氣候的影響仍不容忽視。特別是在冰川退縮區(qū)，溫室氣體排放后迅速與大氣混合，如何準確并系統(tǒng)化地監(jiān)測這些排放量成為當前面臨的最大挑戰(zhàn)。

 

該研究不僅為認識山地冰川融水區(qū)及其下游河流或溪流溫室氣體排放之間的關系提供了重要依據(jù)，也為未來氣候變化預測和應對策略的制定提供了科學支持。隨著全球氣候變暖的持續(xù)加劇，冰川消融與溫室氣體源匯過程的研究將變得更加緊迫和重要。杜志恒團隊的研究成果無疑為這一領域的研究開辟了新的方向。（來源：中國科學報 葉滿山）