植物――被遗忘的甲烷来源

植物――被遗忘的甲烷来源

   据PhysOrg网1月11日消息，德国马克斯－普朗克核物理研究所的科学家对植物产生的有机气体进行研究后认为，植物能够释放温室气体－甲烷，而且甲烷的形成并不因氧气存在而受到阻碍。这一观点和以前所有的假设相悖，不仅将对植物学界产生重要影响，对于理解全球变暖和温室气体排放增加的关系也很重要。

   甲烷是仅次于二氧化碳的第二大影响气候的温室气体。在过去的150年间，大气中甲烷的浓度增为原来的三倍。甲烷通常叫做天然气，是目前重要的能源。然而，大气中甲烷气体的增加并不全是工矿企业的过错，更重要的来源是生物界。过去几年中，越来越多的研究集中在生物圈范围内，尤其是关于影响气候的气体如何在生物圈和大气圈之间交换的问题。

   现在普遍认为，生物界产生的甲烷是微生物厌氧条件下产生的。在这种条件下，微生物利用醋酸盐或氢与二氧化碳反应生成甲烷，同时自身厌氧分解有机物。产生甲烷的厌氧菌的最大来源是湿地和稻田、垃圾场、污水处理厂，以及反刍动物和白蚁的消化系统。根据以前的估计，这些来源产生的甲烷占全世界每年排放的6亿吨甲烷的三分之二。

   普朗克研究所的科学家发现，即使在完全正常、氧气充足的环境里，植物自身也会产生甲烷并排放到大气中。研究人员通过对死亡和鲜活叶子的研究发现这一惊人现象。之后，在实验室和自然条件中，科学家观察从玉米和黑麦草的活体植物中释放的甲烷，他们发现，活的植物释放的甲烷量是死亡植物的10到1000倍。当植物暴露在阳光下时，甲烷的释放速度显著上升。

   虽然有了第一手数据，但科学家仍然不清楚植物产生甲烷的机理。德国海德尔堡大学的学者认为这背后隐藏有未知的反应机制，应用目前的知识还无法解释，或者说是一片全新的生物化学和植物生理学领域。

   科学家估计世界每年由植物产生的甲烷在6千万吨到2.4亿吨之间，也就是占所有甲烷排放量的10％到30％。其中最大部分（约三分之二）来自热带地区，因为那里的生物量最多。海德尔堡大学的研究小组最近根据卫星测量的数据发现热带雨林地区甲烷浓度异乎寻常的高，这是植物产生甲烷最直接的证据。

   但是为什么如此明显的证据，竟然在成百上千的科学家对全球甲烷循环进行了20年的研究后的今天才被发现？弗兰克·开普勒博士解释说，直到现在所有的教科书都认为生物界只有在厌氧的条件下才能产生甲烷，所以没人真正仔细研究。

   为了搞清甲烷排放量，科学家必须进行仔细地测量。海德尔堡大学的研究人员进行实验制成不含甲烷的空气，而且用同位素分析的方法显示甲烷生成机制中最隐秘的过程。他们不拘泥于经典理论，通过这种细致入微的研究，彻底颠覆了教科书关于甲烷产生机理的说法。

   今后，科学家会继续他们的研究工作，更好地量化甲烷释放强度。许多相关的问题还有待科学家回答，例如产生甲烷的生物圈在地球历史的长河中发挥多大作用？哪种影响引起全球温度升高？这些问题的答案对人类理解气候变化和温室气体排放之间的反馈机制至关重要。

[来源.html 中国科学技术信息研究所加工整理]

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