碳排放的实际量级可能被低估，数千年的碳正在通过湖泊释放

刚果盆地的两座湖泊，正在释放大量二氧化碳。更惊人的是，其中 40% 来自数千年前沉积的泥炭深处。

这项研究来自瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zürich）约翰·希克斯（Johan Six）教授团队，于近期发表于 Nature Geoscience[1]。值得警惕的是，这意味着现有碳核算可能低估了实际排放，这项研究有助于更准确地预测未来全球气候的变化。

可以这样来理解这项研究：如果把地球看作是一个巨大的冰箱，那么泥炭地就是冷冻室中冻了几千年的腊肉。过去，科学家以为冰箱里跑出来的冷气（二氧化碳）主要来自新放进去的新鲜食材（现代有机碳），但这项研究颠覆了传统的认知，他们发现，冷气里居然也有那股陈年的腊肉味（古老碳）。原来，冰箱背后存在着一条之前未被注意的老管道（深层地下路径），正把冷冻层深处的老味儿悄悄地往外抽。

“我们惊讶地发现，古老碳正通过湖泊释放出来，”论文第一作者、苏黎世联邦理工学院科学家特拉维斯·德雷克（Travis Drake）解释说。“碳库出现了泄漏，古老碳正从中逸出。”论文共同作者、苏黎世联邦理工学院研究技术员马蒂·巴特尔（Matti Barthel）补充道。

（来源：苏黎世联邦理工学院）

在全球碳循环中，热带地区广袤的沼泽和泥炭地起到重要作用。例如，亚马逊河流域、刚果河流域和东南亚的热带湿地储存了上千亿吨碳，其主要来自死亡、未分解植物材料。

其中，非洲中心的刚果盆地是这些热带碳库中规模最大、最重要的碳库之一，这里不仅是刚果河及其众多支流的发源地，还储存了约 290 亿吨热带泥炭地碳。

图丨从太空拍摄的马伊恩东贝湖（来源：NASA）

要想到达刚果盆地中部地区的偏远沼泽和湖泊，通常只能乘坐船只作为交通工具，自然因素的限制也是此前相关研究甚少的原因之一。因此，这些泥炭生态系统对全球碳循环和气候究竟有怎样的影响，尚无确切答案。

过去 10 年间，研究团队对刚果盆地进行了持续的深入研究。在此过程中，研究人员在典型黑水河流之一鲁基河发现了一些令人震惊的现象。

在这项新发表的研究中，研究人员再次将研究重点放在了因植物碎屑渗滤而变黑的水体：马伊恩东贝湖（Lac Mai Ndombe）及其邻近的图姆巴湖（Lac Tumba），它们的面积分别是 2,250 平方公里和 740 平方公里。

马伊恩东贝湖周围环绕着沼泽森林和几乎未受破坏的低地雨林，这些雨林生长在厚厚的泥炭层上。经过周围沼泽和低地雨林中腐烂的植物和土壤中的有机物冲刷，湖水呈现深褐色。

（来源：苏黎世联邦理工学院）

那么，这些古老碳究竟是如何释放出来的？

此前的研究认为，刚果盆地泥炭中储存的碳会长期保持束缚状态，只有在长期干旱等特定条件下才会释放出来。 目前尚不清楚未分解植物材料中的碳是如何活化的，以及碳是如何进入湖水的。

因此，研究人员迫切需要厘清的一个问题是：古老碳的释放是一个不稳定的转折点，还是一种由泥炭沉积物平衡的自然平衡状态？

实际上，古老碳的释放很有可能预示着一个严峻的问题：由气候变化导致的环境变化已经引起了连锁反应。

例如，如果气候变得更干燥，泥炭干燥的频率也可能更高、持续时间更长，氧气更容易渗透到泥炭层深处，从而导致更多碳的释放。这有可能会促进微生物分解原本稳定的有机物，使这一巨大碳库的更多二氧化碳被释放到大气中，进而影响全球气候。

“我们的研究成果有助于改进全球气候模型，因为到目前为止，这些模型对热带湖泊和湿地的代表性不足。”希克斯对媒体表示。

图丨研究地点与古老碳的同位素证据（来源：Nature Geoscience）

在这项研究中，研究人员通过对湖水中溶解的二氧化碳进行同位素分析，结果让人意外：马伊恩东贝湖的溶解无机碳（DIC，dissolved inorganic carbon）平均放射性碳年龄为 2,170 年，图姆巴湖的数值则高达 3,515 年。

相比之下，湖泊中的溶解有机碳和颗粒有机碳来自现代。“碳年龄”方面的显著对比说明，湖泊中的二氧化碳并不是像传统观念中认为的“来自湖内或表层的新鲜有机物分解”，而是来自更久远的源头。

此外，他们还量化了不同碳源的贡献比例。结果表明，马伊恩东贝湖溶解无机碳中约 39% 来自古老碳，而图姆巴湖的比例则约 40%。

如果与此前公布的二氧化碳排放通量数据结合，即便不计入沿河输送并在下游释放的部分，仅马伊恩东贝湖每年向大气释放的古老碳量保守估计就高达约 15 万吨。

（来源：Nature Geoscience）

更复杂的是，湖泊不仅释放二氧化碳，还涉及甲烷排放机制。在研究团队的另一项并行研究中 [2]，他们还发现，水位对逸出大气中的甲烷量有显著的影响：湖泊水位越高，甲烷被微生物分解的比例越高；水位较低（例如旱季期间），甲烷分解效率则会降低，大量甲烷会从湖泊中逸出。

但影响生态平衡的不仅是气候变化，土地利用方式的改变也是一个不容忽视的重要因素。据估计，到 2050 年，刚果的人口将增长翻倍。为获得耕地，预计未来将会有更多的森林被砍伐，这将加剧干旱，很有可能会导致湖泊水位长期偏低。

图丨相关论文（来源：Nature Geoscience）

该研究有助于阐明热带泥炭地和黑水湖在全球气候变化中的影响，并对于制定减少温室气体排放和保护刚果盆地及赤道附近湿地的战略具有指导意义。与此同时，它也提醒我们，全球气候模型中那些看似稳定的碳库，可能正在悄悄发生变化。

参考资料：

1.https://www.nature.com/articles/s41561-026-01924-3

2.https://essopenarchive.org/doi/full/10.22541/essoar.175105619.92296350

3.https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2026/02/peatland-lakes-in-the-congo-basin-release-carbon-that-is-thousands-of-years-old.html

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