由于气候变化,淡水湖的温室气体排放量可能增加一倍

时间:2019-11-23 06:22 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

由于气候变化,淡水湖的温室气体排放量可能增加一倍


  每一滴淡水中都含有成千上万种不同的有机分子,而这些分子以前都没有被人们注意到。通过测量这些分子的多样性,以及它们如何与周围环境相互作用,研究揭示了一个影响淡水生态系统功能并可能导致温室气体排放的无形世界。

  小而浅的湖泊主导着世界淡水区域,其中的沉积物已经产生了至少四分之一的二氧化碳,以及超过三分之二的从湖泊释放到大气中的甲烷。今天(2019年11月18日)发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的新研究表明,气候变化可能导致北部淡水湖泊排放的温室气体水平增加1.5至2.7倍。

  领导这项研究的剑桥大学植物科学系的Andrew Tanentzap博士说:“我们传统上所说的淡水中的‘碳’实际上是一种由不同碳基有机分子组成的超级多样化的混合物。”“从水质到淡水生态系统的生产力,我们一直在测量淡水中的‘碳’含量。现在我们意识到,有机分子这个看不见的世界的多样性才是重要的。”

  随着气候变暖,北纬地区的森林植被覆盖率正在增加。通过在加拿大安大略省的两个湖泊中模拟这种效应,研究发现有机分子(结构中含有碳的分子)的多样性增加了,它们通过附近的植物和树木进入水中。

  有机分子是湖泊沉积物中微生物的食物来源,这些微生物将其分解并释放出二氧化碳和甲烷作为副产品。因此,增加有机分子的含量可以增强微生物的活性并产生更多的温室气体。

  由于同一种微生物可以从许多不同的有机分子中产生温室气体,因此有机分子的多样性与温室气体浓度的关系比微生物的多样性更为密切。此外,有机分子多样性的增加可能会提高水体中温室气体的浓度,因为有更多的分子可以被穿透水体的阳光分解。

  为了进行这项研究,容器里装满了不同比例的岩石和有机物质——由附近森林的落叶和针叶树凋落物组成——并沉入两个湖的浅水中。分析的样品两个月后,使用超高分辨率质谱技术和下一代DNA测序,表明,有机分子的多样性与水中的微生物群落的多样性,而多样性的增加有机质的数量增加。

  准确预测自然系统的碳排放,对于了解气候变化的速度和全球变暖的影响的计算可靠性至关重要。

  “气候变化将增加森林覆盖,改变物种组成,导致更多的树叶和植物垃圾进入水道。我们发现,有机分子多样性的增加导致了温室气体浓度的升高。”“理解这些联系意味着我们可以考虑在未来减少碳排放的方法,例如通过改变土地管理实践。”

  改变淡水地区周围的植被可以改变水中的有机分子。该团队目前正在扩大他们的研究范围,从欧洲各地的150个湖泊中采集样本,以了解自然淡水系统中有机分子多样性的更广泛的生态后果。

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