一项新的全球分析揭示了气候核算中的一个盲点：数百万个散布在全球农业景观中的池塘、农用水坝和小型水库。尽管它们仅占地球内陆水域表面积的6%，但这些小型水体（SWB）贡献了全球内陆水域甲烷排放量的28%和二氧化碳排放量的15%，而且在变暖和人类活动的双重压力下，这些数字正在迅速上升。
这项研究由中国科学院庄绪亮及其同事领导，发表在《PNAS》上，首次对小于1平方公里的水体的温室气体排放进行了全面的全球评估。研究团队利用机器学习，基于470个实地观测数据训练模型，并将其扩展到全球328万个水体，量化了当前条件下的排放量，并预测了2100年前在三种气候情景下的变化。
不成比例的负担
这些数字突显了惊人的生态不平等。小型水体单位面积的甲烷排放量比大型湖泊和水库高出148%。甲烷沸腾，沉积物中气泡的释放，占小型水体甲烷总排放量的56%，使其成为主要的排放途径。目前，这些小型水体每年释放84.5 Tg的二氧化碳和11.0 Tg的甲烷。
农业集水区是这些超额排放的主要驱动因素。肥料径流使小型水体富含氮和磷，加剧了富营养化，从而极大促进了微生物产生甲烷和二氧化碳。研究发现，农业集水区的甲烷通量是森林集水区的五倍。
变暖加剧了这一效应。较高的温度加速了沉积物中微生物的代谢速率，增加了扩散和气泡形式的甲烷释放。结果是当前气候模型中 largely 被忽视的正反馈循环：随着温度升高，小型水体释放更多温室气体，进而推动进一步变暖。
气候情景下的预测
该研究模拟了三种共享社会经济路径（SSP）情景下的未来排放。在SSP5-8.5（高排放、化石燃料驱动路径）下，到2100年，小型水体的二氧化碳排放量将增加30%，甲烷增加14%。在SSP1-2.6（可持续发展和积极营养物管理路径）下，增幅大约减半：二氧化碳增加12%，甲烷增加4%。
两种情景之间的差异凸显了一个关键的政策杠杆。可持续的营养物管理，减少肥料径流、保护河岸缓冲区以及恢复湿地，可以在不需要完全消除农业池塘或水坝的情况下，显著抑制小型水体的排放增长。
同一期《PNAS》中，哥伦比亚大学和伍德韦尔气候研究中心的Marcia N. Macedo撰写的评论文章将这些发现置于更广阔的背景下。”小而强大，”她写道，描述了这些不起眼的水体如何在碳预算和气候减缓策略中被系统性忽视。
局限性与注意事项
该研究的空间尺度扩展依赖于基于470个实地观测数据训练的机器学习，这是一个稳健但地理分布不均的数据集。作者指出，实地采样高度集中于北美、欧洲和东亚的温带地区，来自热带地区的观测相对较少，而热带地区可能具有不同的排放动态。基于SSP情景的预测假设土地利用、气候和排放之间的现有关系将持续存在，但这些关系可能随着新的农业实践或生态系统状态转变而改变。
该研究也未完全考虑小型水体的碳埋藏能力，沉降在池塘沉积物中长期储存的有机碳。尽管在全球尺度上小型水体是温室气体的净排放源，但排放与埋藏之间的平衡因纬度、深度和管理历史而异。
未来展望
这些发现对国家温室气体清单具有直接影响，目前这些清单并未将小型水体作为独立的排放类别。政府间气候变化专门委员会（IPCC）的国家清单指南可以更新，纳入小型水体特定的排放因子，这一变化将改变几乎所有国家的农业景观核算方式。
目前，信息是明确的：农民田间的池塘并非被动的景观特征。它们是活跃且日益强大的气候变化放大器，由人类之手塑造而成。
婷 翻译
来源
1. Zhuang, X., Liu, X., Xu, S., Wang, X., Shah, A. A., Wang, L., Wu, S., Jiang, C., Ouyang, Z., & Piao, S. (2026). Human amplification of climate-induced greenhouse gas emissions from global small water bodies. Proceedings of the National Academy of Sciences, 123(22), e2537678123. https://doi.org/10.1073/pnas.2537678123
2. Macedo, M. N. (2026). Small but mighty: The outsized role of small water bodies in the global carbon cycle. Proceedings of the National Academy of Sciences, 123(28), e2614198123. https://doi.org/10.1073/pnas.2614198123