甲烷（CH4）是地球大气中的一种主要温室气体，虽然它的浓度比二氧化碳低得多，但其温室效应比二氧化碳高数十倍。研究甲烷的释放和吸收过程有助于更好地理解温室气体的作用，以及它们对地球气候变化的影响。湖泊是甲烷的重要来源，了解环境因素对湖水中CH4浓度的影响对于准确评估湖泊的CH4排放至关重要。
为此，中国科学院地球环境研究所 “极端气候事件及影响”团队（EXCEIS）刘卫国课题组联合国内多家单位，在2021年至2023年不同月份，对青藏高原两个连通湖泊（可鲁克湖：开放的淡水湖，托素湖：封闭的咸水湖）的湖水CH4浓度进行了原位高分辨率测定。结果表明：这两个湖泊的CH4浓度存在显著的空间和季节变化，而每个月的可鲁克湖CH4浓度均高于托素湖。由于这两个湖泊相互连通，两个湖泊的很多环境条件相似（如pH、水温、溶解氧含量和总有机碳含量），但它们之间的关键区别在于湖泊盐度。这意味着盐度是导致托素湖CH4浓度下降的关键因素，可能是由于淡水湖和微咸水/咸水湖之间微生物物种的变化。
此外，为了进一步验证盐度对湖水中CH4浓度的影响，我们比较了青藏高原、黄土高原和长江平原33个湖泊（包括5个咸水湖湖和28个淡水湖）的CH4浓度，发现咸水湖的CH4浓度始终较低（平均0.08μmol/L），而淡水湖的CH4浓度通常较高（平均1.25 μmol/L），且波动较大。
因此，淡水湖和咸水湖具有不同的CH4排放量，这有助于更准确地估算全球湖泊的CH4排放量。
图1 研究区域
图2 可鲁克湖（左图）和托素湖（右图）不同月份甲烷浓度的高分辨率数据
图3 中国不同区域湖泊甲烷浓度与盐度的关系
上述成果发表在学术期刊Science of the Total Environment上，第一作者为刘虎副研究员，通讯作者为三峡大学刘佳老师。本研究得到国家重点研发计划（2023YFF0804300）、国家自然科学基金（42373057, 51979148）和陕西省青年科技新星（2023KJXX-099）等资助。
Liu, H., Xiao, S., Liu, W., Wang, H., Liu, Z., Li, X., Zhang, P., Liu, J.*, 2024. Salinity decreases methane concentrations in Chinese lakes. Science of The Total Environment 937, 173412.
https://www.sciencedirect.c om/science/article/pii/S0048969724035599