地球的重要“碳库”---“无所不能”的湿地

Wetlands

摄影：Todd Winters

湿地充满了灵动的生命，是地球上生态服务功能价值最大的生态系统之一，但人们通常并不这样认为。很多人想到湿地，会想到滋生蚊虫的沼泽地，除了占用宝贵的空间外，它们似乎没有任何用途；实际上，“湿地”是一个通称，包含了多样的栖息地，那些地表水和地面积水浸淹的频度和持续时间很充分、在正常环境条件下能够生长喜湿植被的区域都包括在内。

根据《湿地公约》（Ramsar Convention）的分类系统，湿地可被分为三大类，即：海洋/滨海湿地，如海草层、滩涂、珊瑚礁、红树林沼泽等；内陆湿地，如湖泊、河流、泥炭地、灌丛沼泽等；人工湿地，如水库、水稻田、盐田甚至废水处理场所

湿地生态系统功能独特，不仅具有净化水质、调节气候、固碳储碳、涵养水源、提供生物栖息场所等生态功能，还具有蓄洪防旱、补充地下水、提供丰富的动植物产品、丰富旅游和野外科学场所、传承文化等重要的社会经济功能。

湿地的作用 | 图源：TNC

气候变化与湿地

WETLANDS

气候变化造成的恐慌正在世界各地蔓延, 只有科学认知气候变化，并不断寻求适应或减缓气候变化的对策，才是解决问题的关键。

图源：TNC

通常来说，减缓气候变化的措施包括两个方面，一是减排，即通过提高能效、节能降耗、增加可再生能源的比例、森林和湿地保护等措施减少二氧化碳等温室气体向大气的排放；二是增汇，即通过对自然生态系统的保护、恢复和可持续管理，如避免毁林、造林、森林管理、湿地保护和恢复、农田管理和草地管理等措施，从大气中吸收二氧化碳，增加碳储存，即碳汇或吸收汇。

湿地与气候变化有着密切的关联，湿地不仅对一定半径范围内的小气候具有明显的调节作用，同时湿地拥有很强的碳汇能力，利用湿地应对气候变化，能有效缓解温室效应，在应对气候变化方面发挥着不可替代的、极为关键的作用。

湿地与“碳”

WETLANDS

湿地生态系统是地球上最重要的碳库之一；湿地中植物种类丰富，植被茂密，植物通过光合作用使无机碳（大气中的二氧化碳）转变为有机碳，不断地在湿地土壤中积累。而湿地中含有大量未被分解的有机碳，也在湿地中不断积累。湿地是陆地上碳素积累速度最快的自然生态系统。

摄影：Bridget Besaw

湿地是陆地上巨大的有机碳库。尽管全球湿地面积仅占陆地面积的4～6%（即5.3～5.7亿公顷），碳储量约为3000～6000 亿吨碳，占陆地生态系统碳储存总量的12～24%。泥炭地、红树林、海草床等都储存了大量的碳。以泥炭地为例，它只占地球陆地面积的3%，储存的碳是森林的2倍！如果这些碳全部释放到大气中，则大气二氧化碳的浓度将增加约200ppm（parts per million），全球平均气温将因此升高0.8～2.5℃（刘子刚，2004）。

湿地“碳库”之称绝非虚名，下面我们以湿地类型中的泥炭地和滨海湿地为例，进行说明。

湿地碳汇“大咖”：泥炭地

泥炭又称为泥炭土、草碳，是被埋在地下湿地的植物的“遗体”，经过数千万年的堆积，在较低气温、雨水较少或缺少空气条件下，缓慢分解而形成特殊有机物。泥炭地是指泥炭厚度至少为30cm，或有机质含量超过50%的湿地（周文昌等，2016）。

泥炭地示意图 | 图源：IPCC, 2014

泥炭湿地不仅能够吸收二氧化碳，还能存储大量未被分解的有机物质，避免里面的碳以二氧化碳的形式回到大气中去。全球泥炭地面积约4亿公顷，仅占全球陆地面积的3%，但其碳储量达1200～5419亿吨，占全球土壤碳储量的10～35%，单位面积土壤有机碳密度高达600～1500吨碳，是全球土壤有机碳密度的6～15倍（刘子刚等，2012）。泥炭湿地约30～40%的植被净初级生产力储存在泥炭层中，年碳积累速率约为0.20～0.30吨碳/公顷（Gorham，1991；Morna et al.，1989）。

在季节性水淹的状态下，泥炭地能持续地固碳。

以我国为例，根据全国泥炭资源调查（1983～1985年）的结果，我国泥炭地面积104.4万公顷，约46.87亿吨（干重），占我国陆地面积的0.1%。泥炭地有机碳储量为6.207～40.926亿吨，相当于中国土壤有机碳总储量的8～30%，单位面积有机碳储量为300～1552.5吨碳/公顷（刘子刚等，2012）。中国东北和青藏高原是主要的两个泥炭地分布地区，其中青藏高原区域分布面积约为5086km2，碳储量约14.2亿吨，中国东北分布区域面积约为2050km2，碳储量约2.1亿吨。东北地区的大小兴安岭山地、长白山地、三江平原和松嫩平原分布大量泥炭沼泽，土壤平均碳密度116.2吨/公顷，平均年固碳速率1.07吨/公顷。

青海诺尔盖湿地美景 | 摄影：张小全/TNC

虽然泥炭湿地的碳累积速度非常缓慢，然而一旦泥炭湿地被破坏，碳分解速度却非常快，以至于数千年储存的碳在几年内被分解并释放到大气中。

泥炭地排干为草地，热带、温带和寒温带的年碳排放速率分别达9.6吨碳/公顷、5.3～6.1吨碳/公顷和5.7吨碳/公顷；热带泥炭地转化为水田和旱地，年碳排放速率分别达9.4吨碳/公顷和14吨碳/公顷，在温带和寒温带为7.9吨碳/公顷（IPCC，2013）。

因此，保护泥炭地、避免泥炭地的破坏和退化，将有助于避免泥炭地碳的直接排放，单位面积减排效果比避免毁林更大。同时，对退化泥炭湿地进行恢复，如排干湿地还湿、退耕还湿、退牧还湿、可持续放牧等，可逐步恢复泥炭地的固碳能力。在寒温带，排干有机土湿地还湿的年均固碳速率为0.34吨碳/公顷（寡养）和0.55吨碳/公顷（富养）（IPCC，2013）。与森林固碳有成熟期或碳饱和不同，泥炭地固碳不会饱和，是无限期的。

摄影：Kent Mason

湿地“蓝碳”：推动构建更具弹性的未来

滨海湿地地处海洋与陆地交汇地带，是受陆海交互作用最为显著的生态系统，特别是潮间带的盐水沼泽、红树林、海草床、珊瑚礁等自然生态系统，是自然界生物多样性丰富、具有多种独特功能、生产力最高的生态系统之一。

保护和恢复滨海湿地生态系统，不仅可保护碳储存、减少碳排放、增加碳吸收，还能极大地增强海岸带弹性，提高人类和生态系统适应气候变化的能力。在减缓方面，通常聚焦于红树林、盐沼和海草床三大生态系统，封存在这些滨海湿地中的碳被称为“蓝碳”。

摄影：Mark Godfrey /TNC

滨海湿地中储存的碳可以在土壤中保存数千年以上，这使得滨海湿地成为缓解气候变化的长期解决方案之一。

如果滨海湿地恢复到1990年的水平，每年将有可能增加2.74亿吨固碳量，相当于抵消了20亿桶以上的石油燃烧所带来的碳排量（Bronson et al., 2017）。防止湿地进一步流失可以避免数千万吨的碳排放，保护和恢复沿海湿地的全球影响显而易见、毋庸置疑。

摄影：Mark Godfrey

以红树林为例，单面积红树林植被碳密度79.9吨碳/公顷，全球储量12亿吨碳。更重要的是，与陆地生态系统不同，由于潮间带土壤多处于厌氧状态，有机碳分解很少，有利于有机碳在土壤中的积累，进而形成碳汇。因此，红树林土壤可以不断地累积有机碳，土壤碳含量会随之持续增加，而陆地生态系统土壤有机碳达到平衡后就不再进行积累。据估计，红树林土壤有机碳年固定碳速率达1.39吨碳/公顷，全球红树林土壤年固1840万吨碳。由于红树林土壤中存在大量硫酸盐从而降低了甲烷微生物的活性，所以与淡水湿地相比，红树林土壤几乎不产生甲烷（Laffoley & Grimsditch，2009）。

通过保护和恢复滨海湿地，发挥湿地的固碳作用，将是我们建设更具弹性的海岸线、更安全的沿海社区的重要机遇。

摄影：Katherine Gendreau

湿地在减缓气候变化的过程中可以发挥巨大作用，但由于在某些地区，随着种植业发展的需要，对湿地进行排干，甚至开垦，导致碳的迅速分解，以至于几千年储存的碳在几年内被分解并释放到大气中；湿地过度放牧导致生产力下降，固碳能力降低，甚至产生净碳排放。再加上水利工程、盐碱化、外来物种入侵等原因，都有可能导致湿地退化、破坏湿地的碳库功能！因此，我们必须加强对湿地的保护，可以通过排干湿地还湿、退渔还湿、退耕还湿，红树林造林等方式，恢复原有湿地的水文和植被，逐渐恢复其原有功能。保护湿地可以有效地防止温室气体的排放；通过湿地恢复，可增加湿地植被和土壤碳储量。

湿地是非常重要的碳库，不同类型湿地中储藏的碳是大气重要的碳汇，通过湿地碳汇项目保护和恢复湿地，既有利于保护和恢复湿地强大的生态系统服务功能，又将湿地资源的生态产品价值化，实现资源变资产，是践行生态产品价值实现的重要途径和“绿水青山就是金山银山”的具体体现。

世界湿地日

每年2月2日是世界湿地日，其设立旨在提高人们对湿地重要性的认识。50年前——1971年2月2日，伊朗拉姆萨尔通过“国际重要湿地特别是水禽栖息地公约”（Convention on Wetlands of Importance Especially as Waterfowl Habitat），简称《拉姆萨尔公约》。2021年世界湿地日的主题是“湿地与水 同生命 互相依”（Inseparable: Water, wetlands and life），强调水和湿地是密不可分的共生体，对生命、人类福祉和我们共同星球的健康至关重要。（本文转自：大自然保护协会TNC）

参考文献

Bronson et al. Natural climate solutions. Proceedings of the National Academy of Sciences Oct 2017, 114 (44) 11645-11650; DOI: 10.1073/pnas.1710465114

Gorham E. Northern peatlands: Role in the carbon cycle and probable responses to climatic warming. Ecological Applications,1991,1:182 - 195.

IPCC. 2013. 2013 Supplement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Wetlands

IPCC. 2014, 2013 Supplement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Wetlands, Hiraishi, T., Krug, T., Tanabe, K., Srivastava, N., Baasansuren, J., Fukuda, M. and Troxler, T.G. (eds). Published: IPCC, Switzerland.

Laffoley, D.d’A. & Grimsditch, G. (eds). 2009. The management of natural coastal carbon sink, IUCN, Gland, Switzerland. 53pp

Morna M A，Benner R，Hodson R E. Kinetics and microbial degradation of vascular plant material in two wetland ecosystems.Oecologia.1989，79:158-167.

刘子刚. 湿地生态系统碳储存和温室气体排放研究[J]. 地理科学, 2004, 24(5): 634-639.

刘子刚, 王铭, 马学慧. 中国泥炭地有机碳储量与储存特征分析[J]. 中国环境科学, 2012, 32(10): 1814-1819.

周文昌, 索郎夺尔基, 崔丽娟, 王义飞, 李伟. 排水对若尔盖高原泥炭地土壤有机碳储量的影响[J]. 生态学报, 2016, 36(8): 2123-2132.

原标题：《地球的重要“碳库”---“无所不能”的湿地》

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