甲烷（CH₄）是一种强效温室气体，其排放源复杂且空间分布不均，导致全球甲烷收支存在显著不确定性。近年来，好氧水体环境中的甲烷产生机制，特别是溶解有机质（DOM）在光照作用下通过非生物途径产甲烷的过程，引起了广泛关注。虽然该过程的机理和影响因素已获初步揭示，但其全球尺度的甲烷释放潜力及其对水-气界面甲烷排放的贡献，尚未得到系统评估。

    针对这一科学问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所徐华成研究团队的游济康博士基于机器学习校准的卫星遥感数据、实验室测定的 DOM 光产甲烷/一氧化碳摩尔比（CH₄/ΔCO）关系、以及改进的水体光学参数反演算法，构建了全球湖泊水体光产CH₄监测模型，系统评估了近20年全球范围内面积大于100 km²湖泊的好氧光产CH₄潜力及其对水-气界面CH₄扩散通量的贡献。

    研究表明，我国湖泊（>100 km²）的光产CH₄潜力范围为 2.21×10^–7–5.97×10^–6 mol (CH₄) m^–2 day^–1。其中，青藏高原等西部地区的深水贫营养湖泊光产CH₄潜力显著高于东部浅水富营养湖泊。全球尺度上，湖泊平均光产CH₄潜力为 1.27×10^–6 mol (CH₄) m^–2 day^–1，高纬度地区湖泊光产CH₄潜力普遍较低，赤道地区及海拔超过4000米的高原湖泊光产CH₄潜力较高。进一步估算表明，全球湖泊水体好氧光产CH₄过程对水-气界面CH₄扩散通量的贡献在0.1%–22%之间，表明该过程在全球CH₄收支中具有不可忽视的作用。

    本研究从全球尺度揭示了湖泊水体好氧光产甲烷的时空分布特征，强调了好氧光产甲烷在水生生态系统甲烷生成机制中的潜在贡献，为完善全球甲烷收支估算提供了新视角。

    上述研究成果近期发表在环境领域著名刊物Environmental Science & Technology上。

    文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5c04964

图 1大尺度湖泊好氧光产甲烷潜力的估算方法

图 2. 我国湖泊好氧光产甲烷潜力的时空分布格局

图 3. 全球湖泊好氧光产甲烷潜力的时空分布及在各大洲间的对比情况