研究人员发现，池塘（包括天然池塘和人工池塘）可能是温室气体（特别是甲烷）的净排放源。通过研究碳埋藏率和温室气体排放量，研究发现池塘可能占全球甲烷排放量的很大一部分，并能捕获大量的碳。然而，甲烷这种比二氧化碳更强的气体的释放量超过了这些池塘的碳封存量。

康奈尔大学的研究表明，池塘可能是温室气体的净排放者，尤其是甲烷。解决甲烷释放问题有可能将池塘从温室气体源变成温室气体汇。

根据康奈尔大学研究人员的两项相关研究，虽然人造池塘既能吸收温室气体，也能释放温室气体，但两者相加，它们可能是温室气体的净排放者。

这两项研究开始量化人造池塘和天然池塘对全球温室气体预算的重大影响，而对这些影响的测量还不是很清楚。

"全球气候模型和预测依赖于温室气体排放和碳储存的精确计算，"农业与生命科学学院生态学和进化生物学助理教授、研究报告的资深作者梅雷迪斯-霍尔格森说。霍尔格森实验室的博士后研究员尼古拉斯-雷（Nicholas Ray）是两篇论文的共同作者。

池塘影响和碳埋藏率

霍尔格森及其同事曾估计，池塘（定义为 5 公顷或以下，地球上可能有 10 亿个池塘）向大气排放的甲烷可能占全球总量的 5%。但是，由于没有对许多水体进行精确测量，真正的数字可能只有这个百分比的一半或两倍。与此同时，对池塘中碳埋藏率的估计却很少。

8 月 18 日，《湖沼学与海洋学通讯》（Limnology and Oceanography Letters）杂志发表了一篇题为《人工池塘中碳埋藏率高与自生生产有关》（High Rates of Carbon Burial Linked to Autochthonous Production in Artificial Ponds）的论文，研究了 22 个康奈尔实验池塘的碳埋藏率。这些相同的池塘（共有 50 个）建于 1964 年，提供了高度受控的环境，并有以往研究的详细记录。这些数据使霍尔格森和雷能够评估管理活动对碳储存的贡献。

康奈尔大学 50 个实验池塘中的两个，建于 1964 年，用于研究。资料来源：Christine Bogdanowicz

在这项研究中，研究人员考察了过去的管理活动，同时还对 22 个研究池塘中的每个池塘进行了沉积物取芯和沉积物厚度测量。他们测量了沉积物中的碳含量，将这些测量结果推断到整个池塘，然后将该数字除以池塘的年龄，得出每平方米每年固碳的数量，这个数字与湿地和红树林的数量级相同，高于湖泊。

他们还发现，碳埋藏率受到水生植物（那些大到足以被看到的植物）、鱼类以及相对于磷的高氮添加量的影响。添加适当种类和比例的养分可促进植物生长，而植物生长需要使用碳来制造细胞，当植物死亡时，这些养分就会沉积在池塘底部。

虽然缺乏有关天然池塘有机碳固存的数据，但科学家们推断了他们的研究结果，以估算全球天然池塘和人工池塘的总碳埋藏率。他们的结论是，天然池塘和人工池塘的固碳量占所有湖泊估计储存总量的 65% 至 87%，这表明科学家低估了全球池塘和湖泊的固碳量。

气体排放的季节性变化

9 月 19 日发表在《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）杂志上的第二项研究名为"温带建造池塘温室气体排放的季节内高变异性"（High Intra-Seasonal Variability in Greenhouse Gas Emissions From Temperate Constructed Ponds），该研究考察了康奈尔大学四个实验池塘的温室气体（主要是二氧化碳和甲烷）的季节性排放情况。

在这项研究中，研究人员测量了这些池塘在2021年无冰期大约每两周的气体排放量。

该研究的主要作者雷说："全球对池塘温室气体预算的估计非常不确定，部分原因是缺乏时间测量。研究人员发现，甲烷--一种比二氧化碳强 25 倍的温室气体--占每年排放气体的大部分，二氧化碳和甲烷的排放量因季节而有很大不同。"

在植物生长的初夏季节，池塘吸收二氧化碳，到了晚些时候，植物腐烂时，池塘又排放二氧化碳。甲烷在整个温暖的月份都有排放，但每周的排放量变化很大，这说明需要经常采样以进行准确核算。

研究人员发现，当水被分层（一层温暖的水位于寒冷的底层水之上）时，甲烷就会积聚起来，导致甲烷的总体排放量高于因风或突然冷却而混合的水。这是因为产生甲烷的池塘床微生物需要低氧条件，而混合会破坏这种条件。

潜在的解决方案和资金

如果把两篇论文的结果结合起来看，池塘是温室气体的净排放者，因为甲烷的释放量超过了沉积物中储存的碳量。但这些发现也提供了利用气泡器或水下循环器减少甲烷排放的可能性。

霍尔格森说："如果我们能减少甲烷的数量，我们就有可能把这些池塘从净排放池变成净吸收池，但我们必须控制甲烷的排放量。"