雅加达湾甲烷分布新视角：富营养化与人为扰动驱动的东西部热点差异机制

《Regional Studies in Marine Science》：New Insights into the Distribution of Methane from Sediment and Surface Waters in Urban Tropical Bay (Jakarta-Indonesia)

本文首次系统揭示了热带城市海湾（雅加达湾）沉积物-水界面甲烷（CH4）的空间分异规律与季节动态。研究发现东部Marunda区域呈现富营养化驱动的缺氧型甲烷生成模式（孔隙水CH4达27.43 μmol L-1），而西部Pantai Indah Kapuk区域则表现为人为扰动诱发的沉积物甲烷垂向解耦机制。该研究为沿海温室气体通量评估提供了关键参数，对热带城市海湾碳中和策略具有重要指导意义。

　　

研究区域与分区

本研究在雅加达湾（南纬5°58'47"-6°00'12"，东经106°38'52"-107°11'59"）开展，东西跨度30公里，南北纵深17公里，研究面积约510平方公里。我们将观测区域划分为：（i）西部区域（东经106°38'52"-106°48'00"）和（ii）东部区域（东经106°48'00"-107°11'59"）。西部区域新建的现代化城市Pantai Indah Kapuk（PIK）位于原先以红树林为主的区域。

沉积物、表层水及大气中的甲烷分布

2023年7月、8月和10月观测的表层水（约1.0米深）与沉积物-水界面（SWI）孔隙水（0.2米厚）的甲烷（CH₄）浓度空间分布如图4、图5所示。雅加达湾沿岸的CH₄浓度呈现非均匀分布特征，浓度自西向东逐渐升高。

甲烷的东西部分布特征

研究确认Marunda和PIK区域为海洋CH₄热点区。东部热点与Hayami等（2020）报道的低溶解氧（DO）区域高度吻合，本研究进一步发现该区域CH₄浓度与DO呈显著负相关。西部PIK区域虽表层水溶氧充足，但CH₄浓度仍呈现沿海岸线升高趋势，暗示沉积物扰动导致深层缺氧环境产生的甲烷发生垂向运移。

结论

本研究首次系统阐明了雅加达湾CH₄的时空分异规律，发现东西部热点存在截然不同的生物地球化学调控机制。东部Marunda为持续性热点，孔隙水CH₄浓度（27.43 μmol L^-1）与低DO环境紧密关联；西部热点则体现为人类活动（疏浚、填海等）引发的沉积物甲烷垂向输运机制。该成果为沿海温室气体减排提供了科学依据。