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二零二零年七月二日

中大研究揭示红树林湿地甲烷排放会抵销一半碳吸收的降温效益



香港中文大学(中大)地理与资源管理学系副教授黎育科教授领导的研究团队与顶尖的国际专家合作,早前在本港米埔自然保护区的红树林湿地进行野外监测,并创建全球首套亚热带河口红树林生态系统甲烷(即沼气)排放的数据库。以此数据推算,未来20年红树林甲烷排放会抵销愈半碳吸收所带来的气候效益。随著全球暖化、河流径流增加等,红树林湿地的甲烷排放将继续上升。研究结果已于生物多样性保育及环境科学领域的顶尖学术期刊《Global Change Biology》发表。

海岸带湿地对缓解气候变化的作用

红树林和盐沼等海岸带湿地是地球吸碳能力最高的生态系统。它拥有很高的光合作用速率和沉积率,有利有机碳大量储存,从而减少二氧化碳于大气中积聚。近年国际社会积极探讨透过管理好这个「蓝碳」系统,以释放其减缓气候变化的潜力。

与陆地(例如森林)碳汇不同,湿地经常被水淹没造成其土壤缺氧。于此环境下,微生物会对土壤有机质进行厌氧分解,并释放甲烷。

被忽略的红树林甲烷排放

甲烷是一种十分强劲的温室气体,其产生的温室效应比二氧化碳强三十多倍。天然湿地是全球已知最大的甲烷源头;至于海岸带湿地,由于高盐分环境能抑制生产甲烷的微生物活动,因此一般假设其甲烷排放量属微不足道。不过到目前为止,科学界缺乏对红树林甲烷排放的长期监测数据,尤其在盐度较低的河口区,使这为时已久的假设未能被验证。

黎育科教授与来自美国加州大学柏克莱分校、史丹福大学等的科学家组成国际研究团队,选址在香港米埔沼泽区设置一套涡度相关系统,进行三年无间断野外监测,成功创建出全球首套亚热带河口红树林甲烷排放的数据库。

黎育科教授表示:「米埔自然保护区位于多条河流交汇处,这些河流水流量的变化会影响海岸带湿地的水文、盐度及有机物含量,加上香港冬夏季温度差异明显,这些都是影响甲烷排放量的重要因子。我们亦是全球首支团队在亚热带红树林使用涡度相关测量系统,全年无间断监测大范围甲烷排放,因此得出的结果对研究海岸带湿地对气候变化扮演的角色有非常高的参考价值。」

团队分析数据后发现,米埔红树林的全年平均甲烷排放量为每平方米15.6克,以此推算,红树林吸收二氧化碳带来的降温效应,在未来20年及100年将分别有52%及24%会被甲烷排放带来的增温效应所抵销。

环境变化对甲烷排放的影响

透过机器学习演算法,团队得出土壤温度和盐度是红树林甲烷排放量的主要控制因子。由于土壤温度的日变化,甲烷日间的平均排放量较夜间高大约三成;在夏天,随著周遭河流排放量增加,冲淡海水浓度,令红树林平均盐度不及冬天的一半。整体而言,红树林于夏天的甲烷排放量较冬天高约177%。

黎教授表示:「预计米埔以至全球的河口红树林甲烷排放量,会因为全球暖化、河流流量增加及水污染排放的综合影响而继续上升,进一步加剧温室效应。结果阐明我们需同时考虑二氧化碳和甲烷于红树林和大气间的交换量,以准确评估亚热带红树林对气候的整体影响。」

关于黎育科教授

黎育科教授为中大地理与资源管理学系副教授及环境政策与资源管理研究中心主任。黎教授的研究团队专注于湿地及陆地生态系统碳、养分和温室气体的生物地球化学循环,以促进对生态系统和气候间反馈作用的科学理解。

可浏览以下网址参阅论文的完整版本:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/gcb.15247

黎育科教授在米埔设置涡度相关通量塔。
黎育科教授在米埔设置涡度相关通量塔。

设于米埔沼泽的涡度相关系统,无间断监测整片红树林区域和大气间二氧化碳和甲烷的交换量。
设于米埔沼泽的涡度相关系统,无间断监测整片红树林区域和大气间二氧化碳和甲烷的交换量。

从涡度相关通量塔塔顶俯瞰米埔的亚热带红树林。
从涡度相关通量塔塔顶俯瞰米埔的亚热带红树林。

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