吸碳的巨型“海綿”

?四川若爾蓋濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，中國(guó)第一大高原沼澤濕地，也是世界上面積最大、保存最完好的高原泥炭沼澤

在我們的星球上，有這樣一類(lèi)不容忽視的生態(tài)系統(tǒng)，它們就像海綿一樣，勤勤懇懇地幫我們“吸收”地球上多余的碳——它的名字就是泥炭地。現(xiàn)在就讓我們一起來(lái)了解一下它吧！

什么是泥炭地？

泥炭地是具有泥炭累積特性的一類(lèi)獨(dú)特的濕地生態(tài)系統(tǒng)，通常形成于缺氧的積水環(huán)境中。根據(jù)國(guó)際上比較通用的定義標(biāo)準(zhǔn)，泥炭地中泥炭（干重，即去除自由水后的重量）的有機(jī)質(zhì)含量需大于30%，且沉積厚度需達(dá)到30厘米。在寒冷的高緯度地區(qū)，泥炭地中的泥炭以泥炭蘚、莎（suō）草和低矮灌木殘?bào)w為主要組成部分；而在溫暖的中低緯度地區(qū)，木本和草本的殘?bào)w在泥炭組成成分中可能占據(jù)更大的比例。

根據(jù)水源補(bǔ)給方式的不同，泥炭地可以分為雨養(yǎng)泥炭地和礦養(yǎng)泥炭地。雨養(yǎng)泥炭地的水源主要是由降雨補(bǔ)給，礦養(yǎng)泥炭地則主要是由地表水和地下水補(bǔ)給。

這塊“海綿”是如何吸碳的？

泥炭地的吸碳功能，通常被科學(xué)家稱(chēng)為“固碳”。固碳，也叫碳封存，是指利用合理的措施來(lái)增加大氣之外的碳庫(kù)碳含量，即捕獲多余的碳，將它們封存起來(lái)，不排放到大氣中。在所有生態(tài)系統(tǒng)中，泥炭地的固碳能力可以稱(chēng)得上是數(shù)一數(shù)二的了。泥炭地究竟是如何固碳的呢？

濕地環(huán)境中含有充足的水分，這使得濕地植被生長(zhǎng)茂盛。這些植物通過(guò)光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并將其轉(zhuǎn)化為有機(jī)物。而這些有機(jī)物中的碳元素，又會(huì)經(jīng)過(guò)植物體自身的呼吸作用，以及微生物的分解作用，以二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）等形式回到大氣中（具體的碳循環(huán)過(guò)程如上圖所示）。

?泥炭蘚，泥炭蘚科泥炭蘚屬植物的統(tǒng)稱(chēng)，主要生長(zhǎng)在水濕環(huán)境及沼澤地帶（供圖/韓國(guó)營(yíng)）

?莎草，莎草科莎草屬多年生草本植物，喜潮濕土壤

?灌木，指沒(méi)有明顯的主干、矮小而叢生的木本植物

相較于其他生態(tài)系統(tǒng)，泥炭地的水分含量格外高，這些水分阻礙了空氣中的氧氣進(jìn)入泥炭地的表層土壤，在這樣的缺氧環(huán)境下，微生物只能進(jìn)行厭氧分解，分解速度十分緩慢。所以，在自然狀態(tài)下，泥炭地的光合作用產(chǎn)物大于呼吸分解釋放產(chǎn)物，這使得大量含碳有機(jī)物（主要為植物殘?bào)w）沉積下來(lái)，形成泥炭，從而發(fā)揮出固碳的功能。

“海綿”可以“吸水”?

“擠壓”也會(huì)“排水”

泥炭地就像地球上的一塊固碳“海綿”，近萬(wàn)年來(lái)，全球泥炭地共累積了5000億～7000億噸碳，約占全球土壤碳庫(kù)總量的1/3，對(duì)全球氣候起到顯著的降溫作用，發(fā)揮著至關(guān)重要的生態(tài)功能。然而，當(dāng)這塊“海綿”遭受無(wú)形的“擠壓”、面臨退化時(shí)，泥炭地就可能把儲(chǔ)存的碳釋放到大氣中，成為大氣的碳源。

?泥炭地系統(tǒng)的碳循環(huán)（制圖/周游）

干燥的氣候，以及人為排水、土地開(kāi)發(fā)與改造等人類(lèi)活動(dòng)，都是引起泥炭地退化的主要因素。它們不僅會(huì)破壞泥炭地的環(huán)境，造成一系列危害，還會(huì)使泥炭中的有機(jī)物加速分解，釋放二氧化碳。除此之外，野外火災(zāi)對(duì)泥炭地的影響則更加惡劣——每年全球因泥炭地火災(zāi)釋放的溫室氣體總量，相當(dāng)于人類(lèi)活動(dòng)排放的溫室氣體總量的15%。

泥炭地里的歷史氣候信息

泥炭地不僅能夠固定大量的碳、減緩全球變暖的速度，還提供了許多重要的生態(tài)服務(wù)：泥炭地是各種生物的家園，為眾多植物、鳥(niǎo)類(lèi)、昆蟲(chóng)和其他野生動(dòng)物提供了棲息地和食物源；泥炭地還具有保水能力，可以在雨季存水、蓄水，降低洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，并提供穩(wěn)定的水源供應(yīng)。

?泥炭地退化的危害（制圖/周游）

此外，泥炭地中的泥炭是良好的信息載體，它所儲(chǔ)存的植物孢粉（孢子和花粉）種類(lèi)相對(duì)豐富、完整，可以提供過(guò)去上萬(wàn)年的氣候環(huán)境變化信息，使泥炭地成為一本本無(wú)字的地球歷史書(shū)。這是如何做到的呢？

事實(shí)上，每種植物都有適宜其生長(zhǎng)的環(huán)境與氣候條件，某地的氣候如果發(fā)生變化，就很可能會(huì)引起該地的植物群落發(fā)生更替。而在地球漫長(zhǎng)的歷史中，氣候的變化并不罕見(jiàn)，不同時(shí)期的氣候也不盡相同。因此，地層對(duì)應(yīng)的時(shí)期不同，植物群的孢粉也就有所不同。反過(guò)來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)某地地層之中孢粉種類(lèi)變化的觀測(cè)，就可以得知那些古老時(shí)代發(fā)生的氣候變化。由于泥炭地的特性，科學(xué)家便可以通過(guò)它獲取非常有用的地質(zhì)與古氣候信息。可以說(shuō)，泥炭地是滄海桑田的記錄者。

泥炭地是地球上的吸碳“海綿”，具有卓越的固碳能力和重要的生態(tài)功能。我們應(yīng)該關(guān)注泥炭地的價(jià)值，并積極參與保護(hù)行動(dòng)。讓我們共同努力，保護(hù)這片獨(dú)特的濕地生態(tài)系統(tǒng)，為地球的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量！

?圖為筆者曾去過(guò)的瓦爾德莫斯大濕地公園，位于丹麥日德蘭半島的西北部，曾經(jīng)是歐洲最大的泥炭地之一。但是自20世紀(jì)20年代以來(lái)，該泥炭地的北部和西部區(qū)域的大部分泥炭或被挖掘利用或被開(kāi)墾為農(nóng)業(yè)種植地。目前只剩下60平方千米，是丹麥最主要的天鵝與短喙鵝的聚集區(qū)之一（供圖/朱堃）