冰冻圈是指地球表层具有一定厚度的负温圈层，对地球的气候与环境系统具有重要影响。冰川是冰冻圈的重要组成，近期冰川整体呈萎缩状态，特别是北极地区格陵兰冰盖的急剧消融，使得原先以冷冻状态存储于格陵兰冰盖的温室气体正在大量释放。青藏高原是除了南北极以外，中低纬度冰冻圈最为发育的地区，分布有大量冰川、冻土和积雪。然而，青藏高原冰川变化及其与温室气体排放的研究尚属空白，制约了我们对冰冻圈全面退缩状态下，全球温室气体收支平衡的认识。
近期，中国科学院西北生态环境与资源研究院康世昌研究员及其团队在国家自然科学基金委员会主办的Fundamental Research期刊上发表的一篇论文中揭示出:青藏高原南部和东南部冰川表面的冰尘穴具有正CH4和CO2通量，是潜在的温室气体排放源。青藏高原冰川强烈消融期，由于冰川快速退缩，导致原先被冰川末端覆盖的沉积物出露，这些冰前沉积物也显示出正的CH4和CO2通量，表明其可能是温室气体排放源。该结果与格陵兰冰盖消融导致CH4过饱和水持续的从冰盖边缘冰床释放CH4的结果一致。而在一定程度上，冰川融水径流则可能是大气CO2的重要汇和CH4的潜在源区，这更新我们对青藏高原地区典型冰川流域温室气体源汇的认识。研究同时指出，冰尘穴中温室气体的排放主要通过冒泡排放，气泡破碎可导致CH4和CO2浓度快速增加约20 ppbv 和 5 ppmv，之后迅速减少。
研究团队前期主要研究了从冰川向下游的碳横向输出，结果表明：青藏高原地区的冰川含有大量有机碳，在快速融化的情况下，有机碳大量释放会影响冰川生态系统（图1）。鉴于目前青藏高原快速升温，冰冻圈整体呈现退缩状态，导致该地区碳循环过程加速，但是包含垂向上温室气体通量的碳循环研究亟待加强。
主持这项研究的张玉兰博士说：“到目前为止，我们还没有对青藏高原地区冰川消融退缩产生的温室气体排放所造成的潜在气候变化进行评估。如何将这些数据与生物地球化学模型相耦合，探讨冰川区碳循环的生物地球化学机理，特别是微生物的作用，亟待进一步探索。”
本研究的结果为冰川流域碳循环及其气候影响的预估提供了新的见解。
以上内容节选自期刊Fundamental Research 2021年第3期发表的文章 “Y.L.Zhang, S.C. Kang, D. Wei, et al.,Sink or source? Methane and carbon dioxide emissions from cryoconiteholes, subglacial sediments, and proglacial river runo? during intensive glacier melting on the Tibetan Plateau, Fundamental Research 1(3)(2021)232-239 ”
作者简介
康世昌 中国科学院西北生态环境资源研究院研究员、冰冻圈科学国家重点实验室主任，长期从事冰冻圈科学研究，主要研究方向包括冰冻圈地区气候模拟、冰冻圈地区气候和环境记录、大气污染物与冰冻圈快速退缩。获得国家自然科学二等奖1项，省部级科技奖2项。先后任国际冰川学会（IGS）理事、气候与冰冻圈计划（CliC）学术指导委员会成员、中国科学探险协会副主席、中国冰冻圈科学学会（筹）副秘书长等，被聘为国际期刊Atmospheric Research副主编、国内期刊《冰川冻土》主编、《气候变化研究进展》等多个学术刊物编委，担任联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》的领衔作者。
高坛光 兰州大学资源环境学院副教授。主要研究方向为冰冻圈水文学与水化学，特别关注青藏高原冻土区河流碳循坏。
张玉兰 中国科学院西北生态环境资源研究院副研究员。研究方向为冰冻圈化学与环境记录。
