四川若尔盖湿地国家级自然保护区,中国第一大高原沼泽湿地,也是世界上面积最大、保存最完好的高原泥炭沼泽

在我们的星球上,有这样一类不容忽视的生态系统,它们就像海绵一样,勤勤恳恳地帮我们“吸收”地球上多余的碳——它的名字就是泥炭地。现在就让我们一起来了解一下它吧!

什幺是泥炭地?

泥炭地是具有泥炭累积特性的一类独特的湿地生态系统,通常形成于缺氧的积水环境中。根据国际上比较通用的定义标准,泥炭地中泥炭(干重,即去除自由水后的重量)的有机质含量需大于30%,且沉积厚度需达到30厘米。在寒冷的高纬度地区,泥炭地中的泥炭以泥炭藓、莎(suō)草和低矮灌木残体为主要组成部分;而在温暖的中低纬度地区,木本和草本的残体在泥炭组成成分中可能占据更大的比例。

根据水源补给方式的不同,泥炭地可以分为雨养泥炭地和矿养泥炭地。雨养泥炭地的水源主要是由降雨补给,矿养泥炭地则主要是由地表水和地下水补给。

这块“海绵”是如何吸碳的?

泥炭地的吸碳功能,通常被科学家称为“固碳”。固碳,也叫碳封存,是指利用合理的措施来增加大气之外的碳库碳含量,即捕获多余的碳,将它们封存起来,不排放到大气中。在所有生态系统中,泥炭地的固碳能力可以称得上是数一数二的了。泥炭地究竟是如何固碳的呢?

湿地环境中含有充足的水分,这使得湿地植被生长茂盛。这些植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳,并将其转化为有机物。而这些有机物中的碳元素,又会经过植物体自身的呼吸作用,以及微生物的分解作用,以二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)等形式回到大气中(具体的碳循环过程如上图所示)。

 泥炭藓,泥炭藓科泥炭藓属植物的统称,主要生长在水湿环境及沼泽地带(供图/韩国营)

 莎草,莎草科莎草属多年生草本植物,喜潮湿土壤

 灌木,指没有明显的主干、矮小而丛生的木本植物

相较于其他生态系统,泥炭地的水分含量格外高,这些水分阻碍了空气中的氧气进入泥炭地的表层土壤,在这样的缺氧环境下,微生物只能进行厌氧分解,分解速度十分缓慢。所以,在自然状态下,泥炭地的光合作用产物大于呼吸分解释放产物,这使得大量含碳有机物(主要为植物残体)沉积下来,形成泥炭,从而发挥出固碳的功能。

“海绵”可以“吸水” 

“挤压”也会“排水”

泥炭地就像地球上的一块固碳“海绵”,近万年来,全球泥炭地共累积了5000亿~7000亿吨碳,约占全球土壤碳库总量的1/3,对全球气候起到显着的降温作用,发挥着至关重要的生态功能。然而,当这块“海绵”遭受无形的“挤压”、面临退化时,泥炭地就可能把储存的碳释放到大气中,成为大气的碳源。

 泥炭地系统的碳循环(制图/周游)

干燥的气候,以及人为排水、土地开发与改造等人类活动,都是引起泥炭地退化的主要因素。它们不仅会破坏泥炭地的环境,造成一系列危害,还会使泥炭中的有机物加速分解,释放二氧化碳。除此之外,野外火灾对泥炭地的影响则更加恶劣——每年全球因泥炭地火灾释放的温室气体总量,相当于人类活动排放的温室气体总量的15%。

泥炭地里的历史气候信息

泥炭地不仅能够固定大量的碳、减缓全球变暖的速度,还提供了许多重要的生态服务:泥炭地是各种生物的家园,为众多植物、鸟类、昆虫和其他野生动物提供了栖息地和食物源;泥炭地还具有保水能力,可以在雨季存水、蓄水,降低洪灾风险,并提供稳定的水源供应。

 泥炭地退化的危害(制图/周游)

此外,泥炭地中的泥炭是良好的信息载体,它所储存的植物孢粉(孢子和花粉)种类相对丰富、完整,可以提供过去上万年的气候环境变化信息,使泥炭地成为一本本无字的地球历史书。这是如何做到的呢?

事实上,每种植物都有适宜其生长的环境与气候条件,某地的气候如果发生变化,就很可能会引起该地的植物群落发生更替。而在地球漫长的历史中,气候的变化并不罕见,不同时期的气候也不尽相同。因此,地层对应的时期不同,植物群的孢粉也就有所不同。反过来说,通过对某地地层之中孢粉种类变化的观测,就可以得知那些古老时代发生的气候变化。由于泥炭地的特性,科学家便可以通过它获取非常有用的地质与古气候信息。可以说,泥炭地是沧海桑田的记录者。

泥炭地是地球上的吸碳“海绵”,具有卓越的固碳能力和重要的生态功能。我们应该关注泥炭地的价值,并积极参与保护行动。让我们共同努力,保护这片独特的湿地生态系统,为地球的可持续发展贡献一份力量!

 图为笔者曾去过的瓦尔德莫斯大湿地公园,位于丹麦日德兰半岛的西北部,曾经是欧洲最大的泥炭地之一。但是自20世纪20年代以来,该泥炭地的北部和西部区域的大部分泥炭或被挖掘利用或被开垦为农业种植地。目前只剩下60平方千米,是丹麦最主要的天鹅与短喙鹅的聚集区之一(供图/朱堃)