旱季和雨季交替的季節(jié)變化和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)水平的波動(dòng)是顯著影響潘塔納爾湖蘇打湖溫室氣體排放的因素，人們認(rèn)為蘇打湖的排放不如淡水湖常見。潘塔納爾濕地是世界上最大的熱帶濕地，面積為15.3萬平方公里，大部分(77.41%)位于巴西西南部，但也有部分位于玻利維亞(16.41%)和巴拉圭(6.15%)。

巴西<s:1>圣保羅大學(xué)(USP)和<s:1>奧卡洛斯聯(lián)邦大學(xué)(UFSCar)的科學(xué)家們進(jìn)行的一項(xiàng)研究提出了影響這些排放的生物因素的新視角，并強(qiáng)調(diào)迫切需要對(duì)該主題進(jìn)行更多研究。

潘塔納爾有大約900個(gè)蘇打湖。它們很淺，呈強(qiáng)堿性，pH值高達(dá)11，碳酸鹽和重碳酸鹽等鹽的濃度直接影響環(huán)境的微生物學(xué)及其浮游生物的多樣性。

發(fā)表在《總環(huán)境科學(xué)》雜志上的一篇關(guān)于這項(xiàng)研究的文章指出，有必要在溫室氣體排放模型中包括微生物群落的組成和功能，以便能夠更全面地分析這些生態(tài)系統(tǒng)，并預(yù)測(cè)它們?nèi)绾螌?duì)極端天氣和野火引起的環(huán)境變化做出反應(yīng)。

近年來，潘塔納爾遭受了連續(xù)的極端干旱和前所未有的野火浪潮，在2020年達(dá)到了22116次的峰值。根據(jù)巴西國(guó)家空間研究所(INPE)管理的野火數(shù)據(jù)庫BDQueimadas的數(shù)據(jù)，在2024年的前8個(gè)月，有9167起，超過了前三年全年12個(gè)月的總和。

根據(jù)水體化學(xué)特征和微生物群落特征，將潘塔納爾湖泊分為富營(yíng)養(yǎng)化渾濁(ET)型、寡營(yíng)養(yǎng)化渾濁(OT)型和純營(yíng)養(yǎng)化貧營(yíng)養(yǎng)化(CVO)型三大類。

研究人員發(fā)現(xiàn)，ET湖排放的甲烷最多，可能是由于藍(lán)藻繁殖和有機(jī)物分解。分解死藍(lán)藻和光合作用產(chǎn)生的有機(jī)碳加速了細(xì)菌和古細(xì)菌對(duì)水中有機(jī)物的分解。這一過程的副產(chǎn)品在底部沉積物中代謝產(chǎn)生甲烷，尤其是在干旱時(shí)期。

CVO湖泊也排放甲烷，但排放量較少。OT湖沒有檢測(cè)到甲烷排放，可能是由于水中的硫酸鹽含量很高，但它們確實(shí)排放了二氧化碳(CO2)和一氧化二氮(N2O)。

“我們看到這些湖泊和它們所屬的景觀有很大的變化。自從我們?cè)?017年收集了第一批樣本以來，由于氣溫上升、降雨模式變化和野火，它們幾乎已經(jīng)干涸。衛(wèi)星圖像顯示，2000年至2022年期間，水下面積不斷縮小，同時(shí)藍(lán)藻細(xì)菌(一種進(jìn)行光合作用并使水變綠的微生物)也在大量繁殖。這一切都是由于氣候變化，”核能中心(CENA-USP)的研究員、該文章的第一作者蒂埃里·亞歷山大·佩萊格里內(nèi)蒂告訴Agência FAPESP。

該研究的某些方面是Pellegrinetti博士研究的一部分。他的論文導(dǎo)師是CENA-USP教授Marli de Fátima Fiore，也是這篇文章的最后一位作者。

氣候影響

雖然天然濕地只占世界表面的5%-8%，但它們儲(chǔ)存了20%-30%的土壤碳，特別是在熱帶和亞熱帶地區(qū)，對(duì)大氣CO2的調(diào)節(jié)起著關(guān)鍵作用，從而影響氣候。

潘塔納爾的大部分蘇打湖都在一個(gè)名為nhecolndia的地區(qū)，這是巴西南馬托格羅索州科倫巴市<e:1>的一個(gè)地區(qū)。生物群落是許多動(dòng)植物物種的家園。它的生物多樣性包括2000多種植物和580多種鳥類，它們受益于湖中豐富的浮游生物生物量。

研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)藻在湖泊中大量繁殖，這些地區(qū)可能很快成為溫室氣體排放的主要來源。

Pellegrinetti說:“我們最初的重點(diǎn)是了解這些湖泊的地質(zhì)情況，它們是如何形成的，它們的生物地球化學(xué)循環(huán)，特別是甲烷、二氧化碳和一氧化二氮的排放?！?/p>

微生物學(xué)家Simone Raposo Cotta是這篇文章的第二作者，現(xiàn)在是Luiz de Queiroz農(nóng)業(yè)學(xué)院(ESALQ-USP)土壤科學(xué)系的教授，他認(rèn)為這些地區(qū)的微生物起著至關(guān)重要的作用。

“微生物是所有蘇打湖生態(tài)過程和生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它們通常執(zhí)行養(yǎng)分循環(huán)并維持各種過程。因此它們非常重要，”她說。

2022年，研究人員發(fā)表了一篇文章，描述了他們所謂的蘇打湖中細(xì)菌群落的“生活方式”，結(jié)論是藍(lán)藻可以通過吸收二氧化碳來適應(yīng)旱季的不利環(huán)境條件，而在雨季更有利的條件下，它們可以維持細(xì)菌的生長(zhǎng)。

在加拿大、俄羅斯(含鹽量更高)和非洲也發(fā)現(xiàn)了類似的蘇打湖，盡管更大更深。該研究使用宏基因組數(shù)據(jù)分析了它們的生物地球化學(xué)循環(huán)以及甲烷和其他溫室氣體的排放。

根據(jù)科塔的說法，目前還無法估計(jì)這些湖泊的排放量對(duì)潘塔納爾生物群落的貢獻(xiàn)，但該小組正在進(jìn)行一些開發(fā)，包括回答這個(gè)問題的模型。

“我們正在完成地球化學(xué)功能和這些湖泊形成的其他領(lǐng)域的研究，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)在發(fā)生變化。一些有較高濃度的藍(lán)藻，導(dǎo)致水的變化。我們?cè)噲D回答的一個(gè)問題是，為什么會(huì)這樣，以及如何減輕這種情況?！?/p>