濕地是指位于陸地生态系統和水生生态系統之間的過渡性地帶，是生長着很多水生生态植物的獨特生态系統。濕地具有強大的生态功能，如調控洪水、保護生物多樣性和固定二氧化碳等，因此被稱為“地球之腎”。

濕地另一個重要特征是其土壤浸泡在水中，土壤中的微生物在異氧及一定溫度條件下會釋放出大量甲烷。甲烷是一種強效溫室氣體，對全球變暖的增溫貢獻僅次于二氧化碳。因此，預測未來全球濕地甲烷的排放及其對氣候變化的可能影響，對于保護氣候及環境等具有重要的意義。

日前，中國科學院西北研究院遙感室張臻博士、李新研究員、黃春林研究員，蘭州大學朱高峰教授聯合瑞士蘇黎世聯邦理工大學及NASA（美國航空航天局）組成的國際合作團隊，收集了目前最為完整先進的38個全球模式對未來氣候變化的預測結果，開發了一套計算機模型，模拟了陸地表面生态系統的動态變化及其對地球氣候系統的影響，系統性估算了IPCC（政府間氣候變化專門委員會）報告中四種主要的不同氣候變化情景下（不同的人類活動預測，包括碳減排力度、人口和全球經濟增長），未來全球濕地面積和甲烷排放的變化。

為了檢驗研究的可靠性，團隊還利用數學統計方法評估了結果的不确定性（估算的可能範圍）。

圖a顯示了濕地甲烷和人為甲烷排放引起的全球暖化潛勢在21世紀的變化特征。全球暖化潛勢的計算是從1765年作為排放零點，利用simple sustained pluse-response model進行計算。

圖b顯示了暖化潛勢主導指數在21世紀的變化。其中，暖化潛勢主導指數是以濕地暖化潛勢與人源排放潛勢的比值來計算，圖中顯示在未來氣候情景RCP26下，由于氣候變化引起的濕地甲烷輻射強迫會在2040s超出人源排放的效果。圖中的陰影面積為估算不确定性範圍。

研究結果預測：由于凍土融化，北半球高緯度地區的濕地和泥炭地的甲烷在非生長季大幅增加，北半球高緯度地區的濕地逐漸向更高緯度地區擴張；熱帶濕地面積減少，但熱帶濕地的甲烷仍占全球濕地排放的一半以上。同時，熱帶濕地甲烷排放會在增溫2攝氏度之後，大幅度增加甲烷排放的速度。濕地甲烷對全球變暖的貢獻在21世紀之内最高可達到0.12攝氏度。

研究結果還發現：在嚴格控制溫室氣體排放的情況下（氣候情景RCP2.6），全球變暖引起的濕地甲烷排放增加對氣候變暖的影響，會在2040年代超過人類活動（排放甲烷）造成的影響；到21世紀末期，濕地甲烷排放對全球變暖的影響将是人類活動（排放甲烷）引起的變暖效應的1.4-1.6倍。這意味着在氣候變暖的大背景下，濕地甲烷排放随之增加。如果需要做到《巴黎協定》所要求的控制全球升溫2攝氏度以内的目标，我們需要減排更多的甲烷來達成這一目标。

此項研究對濕地面積動态及其與氣候變化的相互作用提供了完整的定量評估，使人們更深入的認識全球變暖背景下濕地在氣候變化中起到的作用。

在過去的氣候曆史中，濕地排放的甲烷在地球暖周期時曾扮演了重要的角色。在未來，濕地可能在氣候變化中再次發揮作用。

相關研究成果發表于《美國國家科學院院刊》（PNAS）。張臻博士為論文第一作者和通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金（T411391001& 91425303）、中科院地球大數據工程項目的資助。

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