李君怡,席 毅,赵俊福

1 北京大学城市与环境学院, 北京 100871 2 海南省生态环境监测中心, 海口 571126

甲烷(CH4)是仅次于二氧化碳(CO2)的第二大温室气体,尽管它在大气中的浓度只有CO2的0.45%,其增温潜势却是CO2的28—34倍[1]。在过去的几十年,大气CH4的浓度不断上升,到2020年,已经达到1873 mm3/m3[2]。大气CH4浓度的增长是CH4排放与吸收平衡之后的结果。根据最新的全球甲烷排放收支(2008—2017)[3],全球CH4年排放量约为576(550—594)Tg/a,主要来源于水稻田、湿地、海洋以及化石燃料的开采与燃烧。全球CH4年吸收量约为556(501—574)Tg/a,主要通过在对流层中与羟基自由基发生氧化还原反应、向平流层传输、在通气条件下被土壤中的甲烷氧化菌氧化消除[4]。土壤产甲烷过程是缺氧环境中有机质分解的核心环节,而甲烷氧化是缺氧-有氧界面的重要微生物过程[5]。既往研究显示,土壤甲烷通量存在较大的时空差异[6],气候[7]、植被类型[8—9]、底质可利用性[10]等影响CH4产生、氧化、传输过程的因子都将引起CH4通量的变化。气体扩散率随土壤充气孔隙的增加而增加,影响土壤的通气状况且控制土壤与大气间的气体交换。在温带森林[11—15]和温带草地[16—18]的实地研究中,观测到CH4通量与土壤温度、土壤湿度的季节动态呈现一致性。然而,对于热带地区的土壤CH4通量与环境因子之间的关系却鲜有研究。

热带森林土壤是大气CH4一个重要的汇[19],在全球甲烷收支中发挥着重要的作用。一项基于318个站点(包含62个热带森林站点)的全球土壤甲烷吸收的荟萃分析表明,热带森林土壤的CH4吸收量约为4.65 Tg CH4-C/a,约占全球土壤CH4吸收量的28%[20]。……