澳大利亚卡提·桑达—艾尔湖盆地被淹干旱地带释放的大量温室气体排放

当干旱之地骤然“呼出”

地球上很大一部分陆地大部分时间都很干燥，但这些区域在罕见的强降雨后可能短暂转变为巨大的浅湖和湿地。本文研究当世界上最大的内陆沙漠盆地之一在澳大利亚中部突遭泛滥时，我们所呼吸的空气会发生什么。研究表明，这些短命的“内陆海”可以释放出出人意料的大量温室气体脉冲，这对我们理解和预测气候变化有重要影响。

一处巨大的内陆盆地苏醒

卡提·桑达—艾尔湖盆地位于澳大利亚中部，是世界上最大的封闭流域系统之一，覆盖了大陆约七分之一的面积。大多数时间这里是干涸的河床、布满灰尘的泛滥平原和广阔的盐湖。2019年初，流域北部的两次强降雨使缓慢移动的洪水沿着宽阔、平坦的河道向下游推进了数千公里。数月之久，通常干涸的泛滥平原和湖床被浅水覆盖，受淹面积有时超过3万平方公里。这一罕见的转变提供了一个机会，可以测量新被淹没表面向大气排放的二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的量。

乘风追洪：空中采样

由于盆地偏远且洪水期间道路难以通行，研究人员用直升机和车辆在大约2200公里的河道、洪水、水洼、泛滥平原和湖泊上收集水样。他们测量了水中溶解气体以及温度、盐度、氧气和流速等基本条件。基于这些数据，他们计算了在不同被淹没景观——如快速流动的河道、缓慢的泛滥水体以及卡提·桑达—艾尔湖的开阔水面——上气体从水向空气传递的速率。随后使用美国航天局(NASA)的卫星影像追踪2019年期间每天的湿润或受淹面积，使团队能够将点位测量放大到整个流域并覆盖整个湿润期。

浅水下的隐秘化学反应

当长期干燥的土壤突然被浸湿时，在干旱期间积累的有机物会迅速开始分解。微生物大肆消耗这些物质，消耗氧气并释放二氧化碳。在缺氧的水饱和层中，不同种类的微生物会产生甲烷并改变氮的形态，从而释放或消耗一氧化二氮。在艾尔湖盆地的泛滥中，河水和新注入的淡水富含二氧化碳和甲烷，而广阔的泛滥平原则以大面积结合强烈的气体释放为特征。相比之下，高盐度的主湖几乎不产生甲烷，这可能是因为极高的盐分抑制了通常产生甲烷的微生物。

来自看似空旷之地的巨大喷发

将实地测量结果与基于卫星的受淹面积估算相结合，研究人员计算出在2019年湿润期内，整个盆地很可能释放了约127太克（teragrams，Tg）的二氧化碳，以及较少但仍重要的甲烷排放，同时实际上从空气中吸收了一些二氧化二氮。按20年时间尺度的气候影响折算，这些气体的净效应约相当于130太克二氧化碳当量。作个比较：这次持续数月的单次洪水释放的二氧化碳几乎相当于全球所有内陆河流典型年排放量的近3%，相当于澳大利亚年度化石燃料碳排放量的大约三分之一。在最潮湿的日子里，被淹的景观向空气释放的碳量比河流以溶解形式向下游输送的碳多出数百倍。

为何这些罕见的洪水对气候重要

尽管如此大的洪水发生频率低，但它们可能在全球碳预算的年际波动中发挥过度影响。干旱地带覆盖了近一半的陆地，随着气候变暖，这些地区预计将经历更长的干旱期并伴随更强烈的降雨事件。艾尔湖的研究结果表明，当这些地区被淹时，它们可能成为强烈但短暂的温室气体源，而当前的气候模型或监测网络并未很好地捕捉到这类事件。要判断这些脉冲是随时间彼此抵消，还是对全球变暖增加了实质性额外推动力，关键在于弄清这类洪水发生的频率、土地维持湿润的时长以及之后植被的响应。

引用: Eyre, B.D., Rosentreter, J.A. & Erler, D.V. Significant greenhouse gas emissions from flooded drylands in Kati Thanda Lake Eyre basin in Australia. Sci Rep 16, 9884 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35915-6

关键词: 干旱地带泛滥, 温室气体脉冲, 艾尔湖盆地, 泛滥平原排放, 碳循环变率