本刊专题:析湿地的碳汇功能
发布时间: 2014年03月24日       来源: 绿色上海        【字体:

崔心红


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  湿地被誉为地球之肾,在涵养水源、过滤有毒物质和为生物提供栖息地等方面发挥着重要作用。单位面积湿地的生态系统服务价值远高于其他类型生态系统(Costanza et al., 1997)。同时,湿地是全球陆地生物碳库的最大组成部分,在全球碳循环中扮演着重要角色。

  湿地生态系统是一种比较活跃的生态系统类型,它与陆地、水圈和大气圈作用的绝大部分生物地球通量有关。光合作用使无机的CO2转化成植物形态的有机碳。由于水分过分饱和的厌氧生态特性,湿地含有大量未被分解的物质,积累了大量的无机碳和有机碳,湿地植物从大气中获取大量CO2,又通过呼吸和分解作用以CO2和甲烷的形式排放到大气中,形成湿地碳循环。

  全球湿地面积占陆地面积的4%—6%,全球碳储量为3.00×1011—6.00×1011 t,湿地积累了2.00×1011—4.45×1011 t的碳,占地球陆地总碳储量的10%—35%(Franzer L. G., 1992)。由此可见,湿地碳循环对全球气候变化有着重要意义。


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  湿地的碳汇功能主要以泥炭地和芦苇湿地的碳汇功能为主(陈宜瑜,2002;于洪贤、黄璞?,2008)。我国泥炭地面积10 440.68公里,其中泥炭沼泽面积占70.72%,为7 383.65公里,储存着1.503×109 t有机碳。根据穆尔等计算,全球湿地沼泽以每年1mm的堆积速度计算,一年中将有3.7×108 t碳在湿地沼泽中积累。以我国泥炭沼泽湿地中泥炭的积累速率,每年可为我国堆积5.847×105 t泥炭,折合2.0×105 t有机碳储量(陈泮勤等,2004)。从碳积累角度看,泥炭沼泽湿地是陆地生态系统中碳积累速率最快的生态系统之一,其吸收碳的能力远远大于森林生态系统。芦苇具有重要经济价值和生态价值,因其适应力和繁殖力强而广泛分布世界各类湿地中,芦苇湿地已成为重要湿地类型。芦苇湿地既是CO2的汇又是甲烷的来源,芦苇湿地是温室气体的“汇”或“源”主要取决于净CO2的吸收和甲烷释放的平衡关系。研究发现,芦苇湿地在生长季节是净碳源,冬季则释放少量CO2和甲烷(甲烷释放量为湿地固碳量的9%),芦苇湿地从长期来看是净碳汇(Hans B, Bran K S, Bent L, 2001)。

  湿地是全球氮、硫、甲烷等物质循环的重要控制因子,是各种温室气体的“源”和“汇”。湿地中有机残体分解产生的CO2和甲烷,在某种特殊情况下,湿地可以作为甲烷的汇,但湿地也可能是甲烷的源(Maltby E, and Immerizi C. P., 1992)。如泥炭地,很多自然和人为因素影响泥炭地的碳储量能力。据统计,在过去的200年里,全球泥炭地碳储存量减少了4.1×109 t,其中60%的是人为利用或过度开发导致湿地消失的结果(Maltby E, and Immerizi C. P., 1992)。由于农业排水和开垦等使氧气进入土地,泥炭地中储存的有机物开始被分解,尽管排水和开垦泥炭地的甲烷排放量有所下降,但CO2和氮氧化物的排放量明显增加,与未排水的泥炭地相比,用于农业排水的有机土壤增加温室气体(CO2)排放量1t .hm2.a (Klemedtesson A K, Klemedtesson L, Bergland K,et al., 1997)。

  大量研究表明,湿地的泥炭地和芦苇湿地是重要的碳汇,对减少大气温室气体浓度,应对气候变暖起到了重要作用。但湿地受到自然和人为因素影响,泥炭地和芦苇湿地的碳汇功能也受到影响,导致泥炭地和芦苇湿地的碳储存能力下降,湿地由此逐步由碳汇变成碳源。芦苇湿地虽然是甲烷等温室气体的来源,但对CO2具有较强的碳汇作用,综合来看,芦苇湿地仍是温室气体的净汇(于洪贤、黄璞祎,2008)。

  关于湿地是碳的“汇”与“源”的问题,经过多位学者论证,共同结果表明,保护和恢复湿地生态环境,保护其面积和栖息地是达到湿地“净碳汇”的关键。所以在全球气候危机的背景下,湿地生态系统的保护和恢复更具有时代的意义。


主要参考文献:

Costanza R, Darge R, De Groot R, et al. Thevalue of the world’s ecosystem services and natural capital. Nature, 1997,387:253-260.

Franzer L G, Can earth afford to losewetlands in the battle against the increasing greenhouse effect? InternationalPeat Society Proceedings of 9th International Peat Congress. Uppsala 1992,1-18.

陈宜瑜,湿地功能与湿地科学研究方向[J],中国基础学科,2002(1):17-19.

于洪贤、黄璞祎,湿地碳汇功能探索:以泥炭地和芦苇湿地为例[J]。生态环境,2008,(5):2103-2106.

陈泮勤,黄耀,于贵瑞,湿地系统碳循环[M]. 北京:科学出版社,2004:277.

Hans B, Brian K S, Bent L, ArePhragmites-dominated wetlands a net source or net sink of greenhouse gases?[J].Aquatic Botany, 2001(69):313-324.

Maltby E, and Immerizi C. P., The Globalstatus of Peatlands and Their Role in Carbon Cycling. Publish by Friends of theEarth Trust. Limited ,1992.

Klemedtesson A K, Klemedtesson L, BerglandK, et al, Greenhouse gas emissions from farmed organic soils: a Review Soil Useand Management[J], 1997(13):245-250.

  (作者:上海市园林科学研究所副所长)


  (本文供图/刘雨邑)