碳排放的實際量級可能被低估，數千年的碳正在通過湖泊釋放

剛果盆地的兩座湖泊，正在釋放大量二氧化碳。更驚人的是，其中 40% 來自數千年前沉積的泥炭深處。

這項研究來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zürich）約翰·希克斯（Johan Six）教授團隊，于近期發表于 Nature Geoscience[1]。值得警惕的是，這意味著現有碳核算可能低估了實際排放，這項研究有助于更準確地預測未來全球氣候的變化。

可以這樣來理解這項研究：如果把地球看作是一個巨大的冰箱，那么泥炭地就是冷凍室中凍了幾千年的臘肉。過去，科學家以為冰箱里跑出來的冷氣（二氧化碳）主要來自新放進去的新鮮食材（現代有機碳），但這項研究顛覆了傳統的認知，他們發現，冷氣里居然也有那股陳年的臘肉味（古老碳）。原來，冰箱背后存在著一條之前未被注意的老管道（深層地下路徑），正把冷凍層深處的老味兒悄悄地往外抽。

“我們驚訝地發現，古老碳正通過湖泊釋放出來，”論文第一作者、蘇黎世聯邦理工學院科學家特拉維斯·德雷克（Travis Drake）解釋說。“碳庫出現了泄漏，古老碳正從中逸出。”論文共同作者、蘇黎世聯邦理工學院研究技術員馬蒂·巴特爾（Matti Barthel）補充道。

（來源：蘇黎世聯邦理工學院）

在全球碳循環中，熱帶地區廣袤的沼澤和泥炭地起到重要作用。例如，亞馬遜河流域、剛果河流域和東南亞的熱帶濕地儲存了上千億噸碳，其主要來自死亡、未分解植物材料。

其中，非洲中心的剛果盆地是這些熱帶碳庫中規模最大、最重要的碳庫之一，這里不僅是剛果河及其眾多支流的發源地，還儲存了約 290 億噸熱帶泥炭地碳。

圖丨從太空拍攝的馬伊恩東貝湖（來源：NASA）

要想到達剛果盆地中部地區的偏遠沼澤和湖泊，通常只能乘坐船只作為交通工具，自然因素的限制也是此前相關研究甚少的原因之一。因此，這些泥炭生態系統對全球碳循環和氣候究竟有怎樣的影響，尚無確切答案。

過去 10 年間，研究團隊對剛果盆地進行了持續的深入研究。在此過程中，研究人員在典型黑水河流之一魯基河發現了一些令人震驚的現象。

在這項新發表的研究中，研究人員再次將研究重點放在了因植物碎屑滲濾而變黑的水體：馬伊恩東貝湖（Lac Mai Ndombe）及其鄰近的圖姆巴湖（Lac Tumba），它們的面積分別是 2,250 平方公里和 740 平方公里。

馬伊恩東貝湖周圍環繞著沼澤森林和幾乎未受破壞的低地雨林，這些雨林生長在厚厚的泥炭層上。經過周圍沼澤和低地雨林中腐爛的植物和土壤中的有機物沖刷，湖水呈現深褐色。

（來源：蘇黎世聯邦理工學院）

那么，這些古老碳究竟是如何釋放出來的？

此前的研究認為，剛果盆地泥炭中儲存的碳會長期保持束縛狀態，只有在長期干旱等特定條件下才會釋放出來。 目前尚不清楚未分解植物材料中的碳是如何活化的，以及碳是如何進入湖水的。

因此，研究人員迫切需要厘清的一個問題是：古老碳的釋放是一個不穩定的轉折點，還是一種由泥炭沉積物平衡的自然平衡狀態？

實際上，古老碳的釋放很有可能預示著一個嚴峻的問題：由氣候變化導致的環境變化已經引起了連鎖反應。

例如，如果氣候變得更干燥，泥炭干燥的頻率也可能更高、持續時間更長，氧氣更容易滲透到泥炭層深處，從而導致更多碳的釋放。這有可能會促進微生物分解原本穩定的有機物，使這一巨大碳庫的更多二氧化碳被釋放到大氣中，進而影響全球氣候。

“我們的研究成果有助于改進全球氣候模型，因為到目前為止，這些模型對熱帶湖泊和濕地的代表性不足。”希克斯對媒體表示。

圖丨研究地點與古老碳的同位素證據（來源：Nature Geoscience）

在這項研究中，研究人員通過對湖水中溶解的二氧化碳進行同位素分析，結果讓人意外：馬伊恩東貝湖的溶解無機碳（DIC，dissolved inorganic carbon）平均放射性碳年齡為 2,170 年，圖姆巴湖的數值則高達 3,515 年。

相比之下，湖泊中的溶解有機碳和顆粒有機碳來自現代。“碳年齡”方面的顯著對比說明，湖泊中的二氧化碳并不是像傳統觀念中認為的“來自湖內或表層的新鮮有機物分解”，而是來自更久遠的源頭。

此外，他們還量化了不同碳源的貢獻比例。結果表明，馬伊恩東貝湖溶解無機碳中約 39% 來自古老碳，而圖姆巴湖的比例則約 40%。

如果與此前公布的二氧化碳排放通量數據結合，即便不計入沿河輸送并在下游釋放的部分，僅馬伊恩東貝湖每年向大氣釋放的古老碳量保守估計就高達約 15 萬噸。

（來源：Nature Geoscience）

更復雜的是，湖泊不僅釋放二氧化碳，還涉及甲烷排放機制。在研究團隊的另一項并行研究中 [2]，他們還發現，水位對逸出大氣中的甲烷量有顯著的影響：湖泊水位越高，甲烷被微生物分解的比例越高；水位較低（例如旱季期間），甲烷分解效率則會降低，大量甲烷會從湖泊中逸出。

但影響生態平衡的不僅是氣候變化，土地利用方式的改變也是一個不容忽視的重要因素。據估計，到 2050 年，剛果的人口將增長翻倍。為獲得耕地，預計未來將會有更多的森林被砍伐，這將加劇干旱，很有可能會導致湖泊水位長期偏低。

圖丨相關論文（來源：Nature Geoscience）

該研究有助于闡明熱帶泥炭地和黑水湖在全球氣候變化中的影響，并對于制定減少溫室氣體排放和保護剛果盆地及赤道附近濕地的戰略具有指導意義。與此同時，它也提醒我們，全球氣候模型中那些看似穩定的碳庫，可能正在悄悄發生變化。

參考資料：

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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