我國學(xué)者在青藏高原生態(tài)系統(tǒng)甲烷排放研究方面取得重要成果

《環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展》編輯部

（環(huán)境保護(hù)部環(huán)境與經(jīng)濟(jì)政策研究中心，北京 100029）

我國學(xué)者在青藏高原生態(tài)系統(tǒng)甲烷排放研究方面取得重要成果

《環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展》編輯部

（環(huán)境保護(hù)部環(huán)境與經(jīng)濟(jì)政策研究中心，北京 100029）

中國科學(xué)院西北高原生物研究所網(wǎng)頁上發(fā)布信息：“《自然》等著名學(xué)術(shù)刊物、媒體報(bào)道我國科學(xué)家在青藏高原生態(tài)系統(tǒng)甲烷排放研究方面的最新成果”（http://www.nwipb.ac.cn/xwzx/zhxw/200808/t20080829_1674857.html）報(bào)道，高寒草甸植物能夠釋放甲烷，但是草本植物群落和木本植物群落釋放甲烷的模式存在差異。

本刊編輯部最近就該議題采訪了該研究的參與者—中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所徐興良博士，并就研究背景、技術(shù)路線與方法、研究結(jié)論及未來展望進(jìn)行采訪。

徐興良博士說，早在2006年，德國科學(xué)家Frank Keppler就提出植物可能在大量地釋放甲烷，而植物排放甲烷因物種而異、因其生長(zhǎng)的自然環(huán)境而異。根據(jù)Frank Keppler的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，全球范圍內(nèi)，植物每年約釋放23,600萬噸甲烷，約占甲烷總釋放量的30%。眾所周知，甲烷是造成地球表面溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)字弧Ｒ郧暗挠^點(diǎn)認(rèn)為植物是不能產(chǎn)生和釋放甲烷的，而最近的一些研究與此沖突。

當(dāng)前很多研究在探討這一科學(xué)問題，希望通過科學(xué)的方法證實(shí)植物產(chǎn)生甲烷的能力和具體機(jī)制。

中國科學(xué)院西北高原生物研究所曹廣民研究員及中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所徐興良副研究員的研究小組，發(fā)表于著名生物學(xué)刊物Biology Letters上（Biology Letters （2008）4,681-684，doi:10.1098/rsbl.2008.0373，Published online 26 August 2008，作者：曹廣民，徐興良，龍瑞軍，王啟蘭，王長(zhǎng)庭，杜巖工，趙新全）研究論文“Methane Emissions by Alpine Plant Communities in the Qinghai-Tibet Plateau”的研究結(jié)論，證明了在自然環(huán)境下，植物能向大氣中釋放甲烷，一定程度上印證了Frank Keppler 的植物可能排放大量甲烷的論點(diǎn)。

世界著名學(xué)術(shù)雜志《自然》（Nature）就這一研究成果對(duì)中國科學(xué)院西北高原生物研究所所長(zhǎng)趙新全博士進(jìn)行了專訪，并在2008年8月20日的NATURE NEWS 中刊登了題為“Tibetan Meadows Emit Methane-Field Survey Confirms That Plants Can Boost Levels of the Greenhouse Gas.”（青藏高原草甸釋放甲烷—野外監(jiān)測(cè)證實(shí)植物可能增加溫室氣體的排放)的評(píng)論文章。2008年8月20日，歐洲最著名的化學(xué)學(xué)會(huì)英國皇家化學(xué)會(huì)（RSC —Royal Society of Chemistry）旗下的化學(xué)快報(bào)《化學(xué)世界》（Chemistry World）也同時(shí)引用該研究結(jié)果，結(jié)合德國科學(xué)家Frank Keppler的研究與中國科學(xué)院科學(xué)家王志平博士在我國內(nèi)蒙古草原的研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表了專題報(bào)道—草地植物釋放溫室氣體（Grasslands Emit Greenhouse Gas）。報(bào)道中寫道，陸地上的植物因其吸收二氧化碳，一直以來都被人類認(rèn)為是溫室氣體的吸收器，而實(shí)際上它們竟然會(huì)釋放成千上萬噸甲烷，而甲烷作為溫室氣體的主要貢獻(xiàn)者，它的增溫作用比二氧化碳強(qiáng)20余倍。

徐興良博士指出，該成果的研究技術(shù)路線與結(jié)論如下：

1 科學(xué)假設(shè)

高寒草甸植物能釋放甲烷，但是草本植物群落和木本植物群落釋放甲烷的模式存在差異。

2 研究方法

①試驗(yàn)處理：在高寒草甸中選擇三個(gè)植物群落，一個(gè)草本群落選在矮嵩草（Kobresia humilis）草甸，另兩個(gè)群落分別選在金露梅（Potentilla fruticosa）灌叢的草本和木本區(qū)。為了區(qū)分植物與土壤釋放的甲烷，分別進(jìn)行維持完整植被和移除根系和地上部分兩組處理。②氣體采集：采用不透明樹脂材料做的靜態(tài)箱采集氣體，草本群落采用50×50×50 cm的箱體，木本灌叢群落采用50×50×100 cm的箱體。生長(zhǎng)季每4-5天取一次氣體，冬季每月采集兩次氣體，采集氣體的時(shí)間為當(dāng)?shù)貢r(shí)間9:00-10:00。在30分鐘內(nèi)用100 ml的注射器每10分鐘采集100 ml氣體。③甲烷的測(cè)定：用氣相色譜法（（HP4890D，Agilent Co. Produced）測(cè)定甲烷的濃度，分離柱采用2米長(zhǎng)的13XMS（60/80目）。

3 初步研究結(jié)果

連續(xù)3年的測(cè)定結(jié)果表明，高寒草甸植物群落能釋放甲烷，其中草本的矮嵩草草甸的群落釋放甲烷較高，為26.2±1.2μg CH4m-2h-1，而金露梅灌叢中的木本群落排放量最低，僅為5.8±1.3μg CH4m-2h-1。

在談及該研究議題的未來展望時(shí)，徐博士嚴(yán)謹(jǐn)而認(rèn)真地說，未來研究應(yīng)該側(cè)重于探究木本和草本植物排放甲烷的途徑，闡明高寒草甸植物群落釋放甲烷的機(jī)理。

徐興良博士在采訪結(jié)束時(shí)強(qiáng)調(diào)，對(duì)植物釋放甲烷的研究還需要進(jìn)一步完善其生物學(xué)機(jī)制的研究，不可貿(mào)然推測(cè)其對(duì)全球氣候變暖的絕對(duì)貢獻(xiàn)。2008年結(jié)束該研究后，他及其課題組擬想利用同位素的方法進(jìn)一步研究植物釋放甲烷的能力與產(chǎn)生甲烷的機(jī)制，但苦于科研經(jīng)費(fèi)不足，一直耽擱至今沒有能進(jìn)一步推進(jìn)研究，期待著國家相關(guān)部門能夠高度關(guān)注和加強(qiáng)該研究議題的可行性評(píng)估和經(jīng)費(fèi)支持。

［1］ Bousquet, P. et al. 2006 Contribution of anthropogenic and natural sources to atmospheric methane variability［J］. Nature 443, 439-443. (doi：10.1038/nature05132)

［2］ Chinese Soil Taxonomy Research Group 1995 .Chinese soil taxonomy［M］. pp. 58-147. Beijing, China： Science Press.

［3］ Ding, W. X. & Cai, Z. C. 2002 Estimation of methane emissions from mires in China［J］. Soils 34, 348-353.

［4］ Du, Y., Cui, Y., Xu, X., Liang, D., Long, R. & Cao, G...In press. Nitrous oxide emissions from two alpine meadows in the Qinghai-Tibetan Plateau［J］.Plant Soil. (doi：10.1007/s11104-008-9727-9)

［5］ Dueck, T. A. et al. 2007 No evidence for substantial aerobic methane emission by terrestrial plants： a 13C-labelling approach［J］. New Phytol. 175, 29-35. (doi：10.1111/j.1469-8137.2007.02103.x)

On Study about Methane Emissions by Plant Communities in The Qinghai-Tibet Plateau

Editorial Board of ENVIRONMENT AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT
(Policy Research Center For Environment and Economy of MEY, Beijing 100029)

we report here methane emissions by plant communities in alpine ecosystems in the Qinghai-Tibet Plateau. This has been achieved through long-term fi eld observations from June 2003 to July 2006 using a closed chamber technique. Strong methane emission at the rate of 26.2G1.2 and 7.8G1.1 mg CH4 mL2 hL1 was observed for a grass community in a Kobresia humilis meadow and a Potentilla fruticosa meadow, respectively. A shrub community in the Potentilla meadow consumed atmospheric methane at the rate of 5.8G1.3 mg CH4 mL2 hL1 on a regional basis; plants from alpine meadows contribute at least 0.13 Tg CH4 yrL1 in the Tibetan Plateau. This fi nding has important implications with regard to the regional methane budget and species-level difference should be considered when assessing methane emissions by plants.

alpine meadows; methane emission; plant community