探究排水造林對(duì)泥炭沼澤濕地碳循環(huán)的影響

孫林影

摘 要：出于恢復(fù)被破壞濕地，降低溫室氣體排放的考慮，本文將著重分析排水造林給泥炭沼澤濕地土壤CO2、CH4及有機(jī)碳儲(chǔ)量的影響規(guī)律，明確排水造林對(duì)泥炭沼澤濕地碳循環(huán)的影響情況，為后續(xù)的研究工作奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：排水造林；泥炭沼澤濕地；碳循環(huán)

中圖分類號(hào)：X131.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170632183

隨著工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，人類的活動(dòng)已經(jīng)使全球溫室氣體濃度有了很大程度的增加。有必要對(duì)排水造林給泥炭沼澤濕地CO2、CH4及有機(jī)碳儲(chǔ)量帶來(lái)的影響進(jìn)行深入的分析與研究，為恢復(fù)破壞后的濕地，加強(qiáng)濕地管理奠定基礎(chǔ)。

1 排水造林對(duì)泥炭沼澤濕地碳循環(huán)的影響

1.1 排水造林對(duì)泥炭沼澤濕地土壤CO2排放的影響規(guī)律

回顧全球變暖的歷程可以發(fā)現(xiàn)，1970—2004年，CO2的排放量增加約為80%，產(chǎn)生的主要原因是化石燃料的頻繁使用，其中也包括土壤利用變化所產(chǎn)生的顯著但卻較小的貢獻(xiàn)。說(shuō)明加強(qiáng)對(duì)泥炭沼澤濕地的研究，對(duì)預(yù)測(cè)碳排放量有很大作用。

排水造林是改變泥炭沼澤濕地的一種措施。那么，這種措施的實(shí)施是否與泥炭沼澤濕地土壤CO2的排放有關(guān)呢。通過(guò)查閱的相關(guān)資料，確定排水造林會(huì)導(dǎo)致泥炭沼澤濕地土壤水位下降，增加有氧層，必然會(huì)使CO2的排放通量增加。具體來(lái)說(shuō)，排水造林的過(guò)程，必然會(huì)改變土壤的溫度，致使經(jīng)過(guò)排水造林處理的泥炭沼澤濕地土壤CO2排放量大于自然濕地；排水造林的過(guò)程中，因林木栽種，是必然對(duì)泥炭沼澤濕地土壤進(jìn)行排水處理，如此將會(huì)影響排水立地地表的CO2排放量，使之大于非排水立地地表的CO2排放量。利用凈初級(jí)生產(chǎn)力模擬，確定所有排水樣地是溫室氣體的排放源，加之相關(guān)研究表明CO2排放時(shí)間的變化與地下水位、空氣溫度有密切的關(guān)系，這充分說(shuō)明了排水造林會(huì)加劇泥炭沼澤濕地土壤CO2的排放。因植被對(duì)溫室氣體的影響是比較復(fù)雜的，且具有較高的不確定性，因此以上研究之中不涉及植被一類。

1.2 排水造林對(duì)泥炭沼澤濕地CH4排放的影響規(guī)律

天然濕地是大氣CH4的最大來(lái)源，每年向大氣大約排放110Tg的CH4，占全球排放總量的20%左右，而且CH4單個(gè)分子的全球變暖潛力在經(jīng)過(guò)20a和100a時(shí)間跨度，將是CO2單個(gè)分子WGP的56倍和21倍。由此可以確定，濕地所排放的CH4也將是提高溫室氣體的重要因素之一。

排水造林的實(shí)施，將會(huì)大大改變泥炭沼澤濕地，使之變?yōu)榭筛N的農(nóng)田、森林或泥炭開采地等，如此勢(shì)必會(huì)破壞濕地，相應(yīng)的CH4的排放也將會(huì)受到影響。經(jīng)過(guò)相關(guān)調(diào)查研究表明，當(dāng)?shù)嘏潘炝謱?duì)CH4排放規(guī)律影響是苔草沼澤、灌叢沼澤、10a生落葉松人工生長(zhǎng)季、20a生落葉松人工生長(zhǎng)季中CH4排放總量分別為（6.66±8.31）g/（m2· a）、（0.32±0.31）g/（m2· a）、（0.13±0.50）g/（m2· a）和（-0.11±0.20）g/（m2· a）。這充分說(shuō)明了造林排放的過(guò)程中，沼澤水位降低和維管植物減少對(duì)CH4排放量的影響較大，即降低CH4排放總量或者出現(xiàn)CH4吸收匯現(xiàn)象。

1.3 排水造林對(duì)泥炭沼澤濕地土壤有機(jī)碳密度的影響規(guī)律

查閱相關(guān)資料，確定一些學(xué)者認(rèn)為泥炭地排水，將會(huì)降低泥炭地泥潭層，而土壤碳密度將會(huì)增加，相應(yīng)的有機(jī)碳儲(chǔ)量業(yè)也會(huì)增加，但卻不能直接證實(shí)泥炭地排水是土壤作為大氣碳排放源這一點(diǎn)。基于此理論，對(duì)泥炭沼澤濕地上進(jìn)行排水造林作進(jìn)一步的分析，確定經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的排水，尤其是60a后土壤中碳儲(chǔ)量將增加，這是因?yàn)槟嗵繉邮苎趸纸獾淖饔茫钡侥嗵康奈锢斫Y(jié)構(gòu)發(fā)了變化，加之植物具有凈初級(jí)生產(chǎn)力，尤其是喬木，如此將會(huì)輸入新碳，使土壤碳儲(chǔ)量增多，并且處于平衡狀態(tài)。

我國(guó)在排水造林對(duì)泥炭沼澤濕地土壤有機(jī)碳密度影響的研究中，則認(rèn)為排水造林的實(shí)施，將會(huì)使土壤碳儲(chǔ)量降低。2011年康文星等人基于對(duì)洞庭湖濕地楊樹造林的調(diào)查研究中確定在1999—2007年這8a內(nèi)土壤碳儲(chǔ)量降低12.7%。2009年王麗麗等人在三江平原濕地排水種植楊樹的研究中也證明了這點(diǎn)。說(shuō)明了排水造林對(duì)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的影響還存在一定的矛盾，而矛盾的根源來(lái)自于不同植被種植對(duì)碳儲(chǔ)量的影響是不一樣的。

2 研究展望

采取排水造林措施來(lái)對(duì)濕地進(jìn)行改造，意在提高林業(yè)生產(chǎn)力，但也給溫室氣體帶來(lái)了一定的影響，也就是說(shuō)，排水造林將會(huì)給泥炭沼澤濕地土壤CO2、CH4的排放量帶來(lái)一定影響，即CO2的排放量的增加；CH4排放量的降低，對(duì)泥炭地土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的影響存在爭(zhēng)議。基于此，在未來(lái)進(jìn)一步治理溫室氣體排放的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)步一分析排水造林給泥炭沼澤濕地土壤CO2、CH4及有機(jī)碳儲(chǔ)量帶來(lái)的影響，降低大氣溫室氣體的排放通量。

3 結(jié)束語(yǔ)

排水造林對(duì)泥炭沼澤濕地碳循環(huán)有一定的影響，可以降低有機(jī)碳儲(chǔ)量，使溫室氣體增多。為了盡可能避免此種情況發(fā)生，應(yīng)進(jìn)一步研究如何科學(xué)地恢復(fù)排水造林泥炭沼澤濕地的結(jié)構(gòu)、功能并減緩排水造林泥炭地大氣溫室氣體的排放通量。

參考文獻(xiàn)

[1]孟祥久，周文昌，盧海，等.排水造林對(duì)泥炭沼澤濕地碳循環(huán)的影響[J].吉林林業(yè)科技，2014（2）：15-18.