中国地质调查局油气资源调查中心  肖睿

我国已经向世界承诺，力争 2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和，从碳达峰到碳中和仅有 30 年，远短于发达国家承诺的时间，难度也远大于发达国家。青藏高原平均海拔在4000m以上，属于典型的高寒生态系统，是全球碳库重要的组成部分，其显示出的碳中和现状与碳汇巨大潜力使其在全球碳循环的地位越发重要，可以为国家实现碳中和目标及绿色发展与生态保护恢复提供科学依据，对我国乃至全球的人类生存环境和可持续发展起着极为重要的生态安全屏障作用。

在当下气候变暖的大背景下，全球增温速率直接影响到土壤碳排放过程。青藏高原土壤碳占全国 1/4，清楚的了解青藏高原土壤碳排放及其在未来气候变暖下可能发生的改变，将影响到对国家区域自然碳排放量和人为碳排放量评估的准确性，故而青藏高原土壤碳排放的研究具有重要意义。目前针对青藏高原土壤碳排放的研究在青藏高原土壤碳排放的关键性影响因素、高原多年冻土发生退化后影响土壤碳排放的主要方面、高原浅表层土壤碳排放的时空差异性等方面取得较多认识，但而当前青藏高原土壤碳排放研究更多的是针对区域小尺度的观测研究，观测的时间连续性十分缺乏，同时气候变暖导致的环境因子变化有着很大的不确定性，急需加强大尺度连续性的时空观测分析。

中国地质调查局在成功开展陆域第一次和第二次天然气水合物试开采工作后，在海拔4100米的青藏高原东北缘着手建设了我国首个天然气水合物野外科学观测研究站。为形成完整的青藏高原土壤碳排放观测系统，野外站充分利用自身的独特原位优势和长期观测优势，开展水合物、冻土、碳通量、热通量、生态、水文等的原位观测，开展多尺度观测实验和控制实验，并在此基础上进行多尺度机理分析，为环境保护提供关键基础数据，支撑青藏高原土壤碳排放研究，服务青藏高原自然条件生态保护和绿色发展。目前，通过长达5年的土壤甲烷、二氧化碳通量连续观测发现，区域范围内甲烷常年多表现为吸收状态，且夏季较冬季吸收状态更为明显，这与常规认为的沼泽地区甲烷长期为排放状态截然相反，而二氧化碳主要表现为排放状态，在表层土壤（25-30 cm）中甲烷氧化菌（吃甲烷的细菌）要远远多于产甲烷菌，而到了下部的浅层土壤（105-110 cm），甲烷氧化菌则少于产甲烷菌，研究初步认为传统观念不同的甲烷吸收状态特征可能与土壤类型以及其中的微生物种类和丰度有关，深层上此特征是否受冻土区天然气水合物变化的影响尚不可知，尚需更长时间的监测进行科学解释。

图1  甲烷/二氧化碳通量年度变化

图2  浅表层土壤中产甲烷菌、甲烷氧化菌含量对比