幾乎每個人都能識別池塘，但究竟怎樣將它與湖泊或濕地區分開呢？美國康奈爾大學聯合領導的一項新研究首次提供了由數據驅動的池塘功能定義，以及池塘獨特生態功能的證據，這可能對科學和政策產生廣泛影響。

相關研究近日發表于《科學報告》。

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論文第一作者、生態學和進化生物學助理教授Meredith Holgerson表示：“缺乏通用的池塘定義會引起很多困惑，從池塘和湖泊之間的區別，到政府機構對水生監測項目的不同定義，甚至全球碳預算的精確建模。”

“我們想評估科學家和決策者如何定義池塘，并研究池塘在功能上是否與湖泊和濕地不同。”Holgerson說。

研究結論是，池塘是小而淺的水體，最大表面積為5公頃，最大深度為5米，挺水植被（植根于底部并延伸至水面的植物）不足30%。

全球有數億甚至數十億個池塘，但它們沒有得到充分研究，而且在很大程度上被排除在監測和保護項目之外。

這一方面因為它們的龐大數量增加了監測難度，另一方面因為相關機構未能對其定義，或將它們與湖泊和濕地區分開。

這種“不充分”影響了氣候模型的準確性——池塘是溫室氣體的高排放源，它們對全球碳預算的貢獻是不確定的。

Holgerson和團隊研究了科學家在500多篇相關科學論文中是如何定義池塘的。

“我們發現，沒有一個定義是所有研究人員都引用的，而且這些定義通常是定性的，比如把一個池塘描述為‘小’的。”Holgerson說。

研究團隊還對負責水體監測和保護的國家機構進行了調查。

美國有一半的州都有涉及池塘的立法，但只有密歇根州對池塘進行了定義。

其他州認定池塘為水域或將其與湖泊和濕地混為一談。

然而研究發現，池塘與湖泊或濕地是不同的。對文獻的進一步分析表明，池塘具有獨特的生態結構和功能。

Holgerson和團隊解析了表面積和各種生態結構或功能指標之間的關系。

“我們研究了初級生產量、呼吸作用、葉綠素水平、溫室氣體排放、晝夜溫度范圍以及與大氣的氣體交換速率等參數。”Holgerson表示，“10個生態系統參數中有9個與表面積呈非線性相關，這表明池塘的作用確實不同。”

他們還研究了這些生態系統參數如何與深度和挺水植被相關，并再次發現了非線性關系。

他們利用水體功能隨表面積、深度和挺水植被變化的閾值確定其定義。

Holgerson說，池塘獨特的外形和特征，意味著其不應該遵循與湖泊或濕地同樣的監測標準。

“例如，池塘可能天然具有更高的營養濃度和更高的甲烷通量。我們也許需要為池塘監測制定獨特的水質標準。”

完善池塘的定義還需要更多研究，特別是要更好地了解濕地和池塘、池塘和湖泊之間的邊界水體，以及大小、深度、植被和其他變量如何影響池塘的功能和分類。

Holgerson希望新定義能引起人們對池塘的關注，因為它們是獨特、重要的生態系統，值得被研究、監測和保護。

“研究和監測池塘可以幫助我們弄清楚這些豐富的水體是如何發揮作用的。”

Holgerson說，“還有一個重要的人類因素，很多人都和池塘有聯系——都有童年時在附近池塘里捉青蛙或學習釣魚的回憶。”

相關論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41598-022-14569-0

《中國科學報》 (2022-07-08 第2版 國際)

編輯 | 趙路

排版 | 郭剛

標簽： 生態系統 生態結構 溫室氣體