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“无所不能”的湿地,它是地球的重要“碳库”
来源:大自然保护协会(TNC) 发布时间:2021-02-07 [打印本页] [关闭窗口]

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。根据《湿地公约》(Ramsar Convention)的分类系统,湿地分为三大类:

一是海洋/滨海湿地,如海草层、滩涂、珊瑚礁、红树林沼泽等;

二是内陆湿地,如湖泊、河流、泥炭地、灌丛沼泽等;

三是人工湿地,如水库、水稻田、盐田甚至废水处理场所。

摄影:Todd Winters

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

通常来说,减缓气候变化的措施包括两个方面:

一是减排,通过提高能效、节能降耗、增加可再生能源的比例、加大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,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”

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,并在湿地土壤中不断积累。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3000亿吨碳~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%,储存的碳是森林的两倍。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,全球平均气温将因此升高0.8℃~2.5℃。

“碳库”之称并非虚名

湿地为什么会被称为“碳库”,下面就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

泥炭又被称为泥炭土、草炭,是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等条件下,缓慢分解而形成的特殊有机物。泥炭地是指泥炭厚度至少为30厘米,或有机质含量超过50%的湿地。

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1200亿吨~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吨碳~1500吨碳,是全球土壤有机碳密度的6倍~15倍。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。

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年~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6.207亿吨~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。

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就会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。

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)。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”:滨海湿地

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,不仅可以保护碳储存、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。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。

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。

摄影:Mark Godfrey

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。

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。

摄影:Katherine Gendreau