泥炭地 湿地中的碳汇之宝

泥炭地湿地中的碳汇之宝作者：海月

来源：《绿色中国·B》2022年第10期

湿地是重要的“储碳库”和“吸碳器”，是气候变化的“缓冲器”。地球变暖主要的原因是二氧化碳、甲烷等温室气体的排放增加所致。那么，减少这些气体、特别是二氧化碳的排放就是减缓地球变暖的主要手段。湿地与气候变化之间的关系是相互影响、相互作用的。作为温室气体的储存库、源和汇，湿地在缓解气候变化方面发挥着重要作用。

湿地拥有卓越的碳汇能力。专家认为，湿地类型多样，包含了沼泽地、泥炭地、湖泊、河流、海滩和盐沼等。它们在抵御极端天气，缓冲、减少洪涝灾害，缓解干旱，以及吸收、储存碳等方面发挥着重要作用。其中，湿地中的沼泽地特别是泥炭地储存了大量的碳，在有效缓解温室效应、应对气候变化方面发挥着不可替代的作用。

近年来，气温上升、海洋变暖、冰雪消融、自然灾害发生频率增加......全球气候变化严重威胁着人类的生存环境。2018年，《湿地公约》各缔约国认识到湿地在减缓和适应气候变化方面的重要作用，商定了保护、恢复和可持续管理泥炭地、滨海湿地生态系统的措施，以更好地借助湿地生态系统的自然力量，来扭转气候变化。

湿地是如何实现碳汇的？湿地专家陈克林说：湿地植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，随着根、茎、叶和果实的枯落，堆积在微生物活动相对较弱的湿地中，形成了动植物残存体和水所组成泥炭。由于泥炭水分过于饱和的厌氧特性，导致植物残体分解释放二氧化碳的过程十分缓慢，从而有效固定了植物残存体中的大部分碳。经过千万年的层层积累，最终形成厚度超过30公分的泥炭地。

科学研究表明，距今两万年前，第四纪冰川消退，森林慢慢生长之后，泥炭开始形成。目前，全球泥炭地占地球陆地面积3%，储存了陆地上1/3的碳，是全球森林碳储总量的两倍。“显而易见，以泥炭地为主的湿地是最高效的碳汇，在调节区域环境、缓解全球气候变化方面发挥着关键作用。”陈克林总结说。

“湿地虽然具有强大的储碳功能，但我们要清楚地认识到，湿地一旦遭到破坏，被安全封锁在土壤中的碳将被释放到大气中，湿地由碳汇转变成碳排放源，将加剧全球变暖进程。”陈克林发出警示。

联合国环境署发布的快速反应评估报告表明：泥炭地生物多样性丰富、调节能力强，是减缓气候变化成效最高的方式之一。这一重要的生态系统须引起我们的关注。为保证让全球升温控制在2摄氏度以内，我们必须对泥炭地给予必要的保护。须立即采取行动，防止泥炭地进一步退化造成严重的环境，经济和社会后果；须积极推广并实施有关泥炭地管理和恢复的良好做法；当地社区须接受支持，通过实施传统的无损使用方法以及引入创新的管理方法，可持續地管理泥炭地。

何为泥炭地

泥炭地是湿地类型的一种，是一种沼泽。了解泥炭地，首先要了解湿地沼泽的形成和演替。

水分是湿地形成发展的主要因素。常年处于过湿状态的地表，在长期缺氧条件下，土壤中矿物质的潜育化过程和有机质泥炭化过程作用下，形成了湿地。湿地生态系统是个动态系统，系统的结构和功能随时间不断发生有规律的变化，即从一个群落经过一系列的演变而成为另一个群落。许多短暂性群落经交替演替，直到相对稳定，其组成与结构不同于原来的群落。湿地生态系统的演替通常属于水生演替，形成沼泽的演替通常有3种。

初期多为富养苔草沼泽。随沼泽不断发育，泥炭藓的入侵，形成中养苔草、泥炭藓沼泽。此时沼泽化湖泊仍有静水层。在沼泽湖泊脱离地下水补给后，泥炭藓得到进一步发展，形成藓丘，演变为贫养沼泽。水从丘顶部向四面流失。藓丘表面干燥，通气较好。此时一有条件，木本植物立即进入地段，形成木本沼泽。

森林沼泽由于泥炭持水量大，土壤及空气湿度增加，苔藓植物大金发藓和泥炭藓相继入侵，增加土壤湿度和酸度，为喜湿耐酸植物入侵提供条件。泥炭藓得以发展，在草丘间形成地被层，同时小灌木杜香和越橘生长，发展成中养沼泽。泥炭藓有特强吸水能力。泥炭藓不断加厚，有力地抑制了高等植物的生长。泥炭藓随之发展成藓丘，并掩住草丘，使沼泽表面升高，脱离地下水补给，演替为贫养沼泽。在此时沼泽中树木生长不良，盖度多小于40%，为少林或无林的泥炭藓沼泽。

草甸形成沼泽后，由于积水和空气湿度大，泥炭藓入侵形成中养苔草、泥炭藓沼泽。草本植物有灯心草、刺子莞等。泥炭藓发展形成藓丘，使沼泽地表面升高，形成贫养泥炭藓沼泽。这类沼泽可在长江中、下游，湖滨以及山地沟谷等低注地区形成。群落外貌绿色，层次不明显。由于地形、土质差异，组成种类也不同。建群种有苔草、灯心草等。

沼泽中的碳来自大气和水中，以及泥炭在有机物质的分解。沼泽中的碳循环是从植物光合作用开始的，所合成的部分碳水化合物经植物呼吸作用消耗，产生二氧化碳，返回土壤和大气中。另一部分在植物残体通过泥炭化过程形成泥炭，在需氧性细菌作用下，泥炭中的有机物质被分解，释放出二氧化碳，参加生态系统碳素循环。在泥炭中的有机物质中含有纤维素和半纤维素等多糖类物质。葡萄糖在季节性积水沼泽的干季，经好氧性的微生物分解，最后产生二氧化碳、水。常年积水的沼泽中，葡萄糖经厌氧性细菌分解，首先形成有机酸和二氧化碳，最后释放出甲烷和氢气，二氧化碳为中间产物，部分返回大气。

泥炭地的起源通常可分为两大类：一类是由湖盆、湖岸、河床等水域转化形成；另一类是由草甸、森林、永冻土区及潮间地带等陆域演化而来。不同条件下泥炭地形成的困难程度、方式及过程都有所不同。总体来说，陆域泥炭地的发育较水域更为广泛，其面积一般也较大，特别是在气候温和湿润地区更容易形成泥炭地。

典型的泥炭地就像浸透了水的深棕色“海绵”。它的形成不单要有适宜的水热条件，更需要漫长的时间。在低温环境下会表现为有空隙的冻土，能够保持水分，在干旱季节具有保水功能，有的泥炭地里的泥炭层可达几米深。通常，泥炭地的堆积速率每年不足1毫米，要形成具有一定规模的泥炭地需要历经数千万年之久。然而，要排干泥炭地却只需十几天的时间。泥炭地一旦被排干，其破坏将是不可逆的。

泥炭地是碳的巨型蓄水池，尽管泥炭地只占地球陆地表面的3%，它们却储存了5500亿吨碳，是全球森林碳储总量的2倍。温带和热带泥炭地是碳储量最高的湿地，其储存的碳总量约为540亿吨，占全部湿地碳储量的70%左右。例如若尔盖泥炭地总面积4900 平方公里，泥炭深度为0.3-8.8米，泥炭总量约在10-40亿吨之间。此外，沿海湿地和红树林也被认为是碳吸收最重要湿地生态系统，单位面积的红树林沼泽湿地固定的碳是热带雨林的10倍。

泥炭地的生态作用

在地球上，有50%-70%的湿地地下蕴藏着泥炭。泥炭地里的土壤碳占据地球土壤有机碳的1/3，泥炭地里的淡水占全球陆地淡水的1/10，泥炭地是湿地中独一无二的生态系统。

由于泥炭地具有土壤松软有弹性、有机质及腐殖酸含量高、植物纤维含量丰富、通气透水性好、持水能力强等特征，因此在自然生态平衡中具有重要作用。除具有调节地区局部气候和河川径流、涵养水源、补给地下水、净化环境和防止土壤侵蚀等多种功效外。它是目前所有生态系统中单位面积碳累积速度最快、碳堆积量最大和碳密度最高的生态系统。

在泥炭地生态系统，那里的生物已经学会了在恶劣的条件下，努力制造初级生产物的能力。那里的湿地也有很多浮游生物和湿地野生动物，如蛙类等两栖动物、蛇类等爬行动物和哺乳动物等。这些动物大多有冬眠的本领。在秋季它们努力聚集脂肪，然后在泥土中睡去，以便减少脂肪消耗，度过漫长而寒冷的冬天。同时，湿地也为大量候鸟迁徙提供了产卵和繁育后代的栖息地环境。泥炭沼泽是一种比较脆弱的生态系统，因有生物腐烂而形成的酸性水和土壤才适合部分动植物生存，一旦积水被排空，湿地生态系统就会被破坏。

泥炭地除在所处区域自然生态平衡中具有积极生态效应外，由于泥炭的组成和性质，在农业、工业、医药、能源等领域也具有广泛应用价值。在农业方面，泥炭由于富含有机质和腐殖质以及多种营养元素，并有较大的持水与吸气性能以及代换性能，因此泥炭在农业上可用于制作各种腐殖酸类肥料、营养土等。在工业方面，由于泥炭含有半纤维素、纤维素等多种有用物质，可广泛应用于建筑、能源、化工等方面；从泥炭中提取腐殖质酸类物质，在工业方面也具有多种用途。在医药方面，在形成泥炭的植物中至少有百余种药用植物。它们死亡后，在形成泥炭过程中由于细菌、真菌、放线菌积极活动，产生多种抗生素、维生素等物质，所以可作为提取各类维生素和抗生素、生长刺激素、氨基酸、糖类等的原料。在能源方面，泥炭作为燃料使用历史悠久。由于泥炭具有含硫低、对空气污染小等优点，所以在能源短缺情况下，其可作为燃料使用。

人类对泥炭地的利用已有几个世纪。上个世纪以前，泥炭地被作为燃料、食物的来源和动物的庇护所加以利用，虽遭到了部分破坏，但绝大部分地区都因未受人类影响而完整地保存下来。可是情况却在20世纪发生了显著的改变。住房、能源和农业用地的大量需求，增加了对天然湿地的开发，致使全球泥炭地总量急剧下降。据了解，截至目前，西欧约有90％以上的泥炭地已经丧失，其中，荷兰已破坏殆尽。而全球大约有500万公顷泥炭地被开采用于燃料和园艺、3000万公顷用于林业和农业。

在追寻地球碳踪迹的过程中，科学家发现，如果温度升高、降雨减少或土地管理措施不当引起湿地土壤变化，湿地固定碳的功能将大大减弱或消失，湿地将由“碳汇”变成“碳源”。大量的研究结果表明，如果将湿地中的水排干，由于水分的流失，地温将升高，湿地分解碳的速度将加快，贮存在湿地中的碳，将通过各种不同的形式释放出来。科学家做过计算，假使将全球沼泽湿地的水全部排干，贮存在湿地中的碳就像长了翅膀一样逃逸，逃逸的数量相当于目前森林砍伐和矿物燃料燃烧排放总量的35%～50%。这意味着温室气体将比目前增加40%左右，将大大加剧全球气候变化的速度。

鉴于泥炭地的重要作用和总量下降的现实，专家呼吁加强国际间的合作，以保护、恢复和合理利用泥炭地。

保护泥炭地应对气候变化

泥炭是泥炭沼泽生态系统的重要组成部分。泥炭沼泽的丧失会导致生物多样性的巨大损失，还会增加温室气体排放。大量燃烧泥炭还会对公共卫生和当地经济与社会的環境造成损失。因此，国际社会的生态学者呼吁从北极到热带，从高山到大海，在全球范围对泥炭沼泽进行保护，开展泥炭地的可持续性管理。开展对于泥炭湿地进行本底调查，摸清家底、进行评估和开展监测活动，并在社会建立对于关键利益相关者的管控机制，制定保护的优先行动计划。

2002年6月，联合国开发计划署启动了湿地生态系统和热带泥炭沼泽森林恢复项目。这个项目的目标是持续5年，试图汇集世界各国政府和各种非政府组织共同努力恢复泥炭沼泽。2002年11月，国际泥炭地和国际沼泽保护组织发布了关于“明智地使用泥炭和泥炭地背景和原则报告”，对可持续利用和保护泥炭地的决策框架和指导方针做出明确阐述。出版该报告的目的是通过出版物建立一种机制，以促进全球泥炭地遗产的合理利用与科学保护，确保明智和可持续利用全球泥炭地。

在2008年6月，国际泥炭地和国际沼泽保护组织出版了《泥炭地和气候变化》一书，综合了以前研究工作的相关知识。2010年，这个组织又发布了“负责任的泥炭地管理战略”报告，以便帮助世界各国在全球范围内对泥炭地管理、利用进行科学决策。

作为泥炭地有机碳储量位居世界前列的公约缔约方之一，我国始终把应对气候变化、开展泥炭地保护管理视作自身可持续发展的内在要求和构建人类命运共同体的责任担当。近年来已在多个省（自治区、直辖市）发布了《湿地保护管理条例》《泥炭资源保护管理办法》等一系列配套保护政策。2021年12月24日，十三届全国人大常委会第32次会议表决通过《中华人民共和国湿地保护法》，自2022年6月1日起施行。自此我国的湿地保护修复进入了法制化新时代。

《中华人民共和国湿地保护法》对泥炭沼泽湿地的保护和修复专门作出具体规定。第二章第32条指出，泥炭沼泽湿地所在地县级以上地方人民政府应当制定泥炭沼泽湿地保护专项规划，采取有效措施保护泥炭沼泽湿地。符合重要湿地标准的泥炭沼泽湿地，应当列入重要湿地名录。禁止在泥炭沼泽湿地擅自开采泥炭和地下水，禁止将泥炭沼泽湿地蓄水向外排放，因防灾减灾需要的除外。第三章第38条指出，泥炭沼泽湿地所在地县级以上地方人民政府应当因地制宜，组织对退化泥炭沼泽湿地进行修复，并根据泥炭沼泽湿地的类型、发育状况和退化程度等，采取相应的修复措施。

自1992年加入《湿地公约》以来，中国用实际行动实现了湿地保护与经济发展的双赢。30年来，中国以全球4%的湿地，满足了世界1/5人口对湿地生产、生活、生态和文化等多种需求，湿地保护率已超过50%，书写了湿地与人和谐共生的中国故事。当然，这其中也包含着泥炭沼泽湿地保护修复的动人传奇。