青藏高原熱融湖塘甲烷生成和厭氧甲烷氧化的溫度敏感性

Picarro儀器的使用

本文使用Picarro G2201-i測量孵化瓶頂空的甲烷和二氧化碳的濃度和同位素組成。該儀器的數據有助于計算甲烷生成和AOM的速率和活化，以及這些過程中的碳同位素分餾。

與Picarro G2201-i儀器相關的圖表有以下幾個：

圖2：展示了11個熱融湖塘沉積物中甲烷濃度隨溫度變化的曲線，以及不同溫度下的δ¹³C-CO₂值。

圖3：展示了11個熱融湖塘沉積物中甲烷生成和厭氧氧化甲烷（AOM）的速率隨溫度變化的曲線，不同溫度下的甲烷生成和AOM的速率及不同植被類型Q10值。

圖2與圖3（下圖）展示了熱融湖塘沉積物中甲烷生成和厭氧氧化甲烷（AOM）的速率與孵化溫度之間的關系。主要觀察結果包括：

隨著溫度的升高，甲烷生成和AOM的速率呈指數增加，表明這兩個過程都依賴于溫度。

所有沉積物中的甲烷生成速率都高于AOM的速率，這表明AOM不能完全消耗甲烷生成過程產生的CH₄。

甲烷生成和AOM的Q10值在不同的植被類型中有所不同，其中高寒沼澤草甸（ASM）的值最高，高寒荒漠（AD）的值最低。這意味著熱融湖塘周邊植被類型間接影響了甲烷生成和AOM的溫度敏感性。

結果表明，甲烷生成和厭氧氧化甲烷的速率都隨著溫度的升高而指數增加，而且高寒沼澤草甸的湖泊沉積物具有最高的甲烷生成和厭氧氧化甲烷的潛力。這說明了熱融湖塘沉積物中的甲烷循環對氣候變化的敏感性，以及植被類型對甲烷循環的影響。

研究結論

甲烷生成和AOM的速率隨溫度呈指數增加，但溫度敏感性（Q10）沒有顯著差異，表明熱融湖塘沉積物中甲烷生成和AOM有相似的溫度依賴性。沼澤草甸（ASM）的熱塌陷湖沉積物有更高的甲烷生成和AOM潛力，與其更高的植被指數（NDVI），產甲烷菌和共生細菌（SBM）的相對豐度相一致。雖然AOM消耗了甲烷總產量的15% – 27.8%，但AOM的速率低于甲烷生成，無法抵消厭氧條件下甲烷產量的增加。