濱海濕地：地球隱藏的“藍色碳庫”

藍碳揭秘

生態(tài)系統(tǒng)碳匯是指森林、草原、濕地、海洋等生態(tài)系統(tǒng)從大氣中吸收并固定二氧化碳的過程、活動或機制。以森林、草原等為代表的綠碳早已被大眾所熟知，而作為全球最大、最重要碳匯的藍碳則相對神秘。藍碳機制特指利用海洋活動及海洋生物吸收大氣中的二氧化碳，并將其固定儲存在海洋中的碳匯過程。藍碳生態(tài)系統(tǒng)固定了全球55% 的生物碳，每年能夠吸收25 億噸碳，海洋碳儲量是陸地的20 倍。

藍碳的官方定義是由聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）、聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO） 以及聯(lián)合國教科文組織政府間海洋學委員會（IOC-UNESCO） 在2009 年聯(lián)合發(fā)布的《藍碳：健康海洋對碳的固定作用—快速反應評估報告》中首次確立的。狹義的藍碳特指固定在紅樹林、濱海鹽沼（下文統(tǒng)稱鹽沼） 和海草床等海洋生態(tài)系統(tǒng)中的碳。這些能夠固碳、儲碳的濱海生態(tài)系統(tǒng)被稱為“濱海藍碳生態(tài)系統(tǒng)”。盡管這三大濱海藍碳生態(tài)系統(tǒng)僅占地球表面積的0.1%，卻貢獻了全球1% ～ 10% 的海洋初級生產(chǎn)力，其碳儲量占海洋總碳儲量的50%，單位面積固碳能力是陸地生態(tài)系統(tǒng)的6 ～ 10 倍。本文將深入探討藍碳中的代表—濱海濕地的捕碳儲碳機制，以及它們在應對氣候變化中的重要作用。

三大“碳捕手”

紅樹林

紅樹林大多分布于南、北回歸線之間，主要集中在印度洋及西太平洋沿岸， 分散位于128個國家和地區(qū)，總面積約1700萬公頃（17 萬平方千米）。紅樹林生長于平均海平面以上的潮間帶，具有復雜的地上根系結(jié)構(gòu)，這些根系不僅可以幫助植物穩(wěn)固在淤泥中，還能通過物理攔截、化學轉(zhuǎn)化和生物固持這三重機制，將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機碳儲存起來。紅樹林的初級生產(chǎn)力遠高于同緯度的陸地森林和熱帶雨林，且植株體更新速率極高，是高效的二氧化碳捕集者。

鹽沼

鹽沼主要分布于溫帶地區(qū)，但在高緯度寒帶地區(qū)也有零星分布，其生態(tài)位在熱帶地區(qū)（除澳大利亞北部、墨西哥太平洋沿海）一般被紅樹林占據(jù)。全球鹽沼總面積約540 萬公頃（5.4 萬平方千米），其中28% 的鹽沼分布在美國大西洋與墨西哥灣沿岸地區(qū)。鹽沼植物通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并將其轉(zhuǎn)化為有機碳儲存在植物體內(nèi)和沉積物中。鹽沼的地上植被組織具有復雜的物理結(jié)構(gòu)，能夠有效降低水體流速，捕獲來自河流和潮汐的懸浮物，顯著增加沉積物碳庫容量。

海草床

海草床廣泛分布于除南極洲外所有大洲的淺海沿岸，大部分海草種類生活在水深1 ～ 3 米處，最深的可達60 米。海草是唯一能夠適應海洋沉水生活的高等被子植物，全球共有約3000萬公頃（30 萬平方千米）的海草床。由于監(jiān)測技術(shù)限制，其真實分布面積可能遠大于這個數(shù)字。海草床通過光合作用吸收溶解于水中的二氧化碳，并將其轉(zhuǎn)化為有機碳儲存在植物體內(nèi)和沉積物中。海草床的初級生產(chǎn)力也很高，且植株體更新速率快，是藍碳生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。

捕碳“絕招”

紅樹林、鹽沼、海草床作為固碳“小能手”，有哪些高效捕捉二氧化碳的“絕招”呢？

天羅地網(wǎng)

第一個“絕招”是極強的懸浮物捕獲能力。紅樹林、鹽沼、海草床的地上植被組織均具有復雜的物理結(jié)構(gòu)，能夠有效減緩水體流速，有助于捕獲來自河流和潮汐的懸浮物，并降低沉積物的再懸浮能力，顯著增加沉積物碳庫容量。簡言之，藍碳生態(tài)系統(tǒng)植物群落像一張布設(shè)在濱海濕地的“天羅地網(wǎng)”，當海水流過時，無數(shù)的懸浮顆粒物被截留在地表，這部分沉積物是藍碳生態(tài)系統(tǒng)碳匯的重要組成部分，例如，在海草床中，這部分顆粒物對沉積物總碳匯的貢獻率可達72%。

紅樹林形態(tài)各異的地上根系也極為有趣，常見的四種類型有支柱根、指狀根、膝狀根、板狀根，這些根系不僅能幫助植物牢牢扎在淤泥中，還可在漲潮時通過表面皮孔（通氣組織）攝取氧氣。紅樹植物精妙的地上根系結(jié)構(gòu)不僅是自然選擇的杰作，更是高效的“碳工程系統(tǒng)”，能將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為可儲存千年的“藍色碳庫”。

野蠻生長

第二個“ 絕招” 是極高的初級生產(chǎn)力和周轉(zhuǎn)率。與陸地植被相同， 濱海藍碳生態(tài)系統(tǒng)可以通過植物體的光合作用吸收大氣中的二氧化碳， 并將其轉(zhuǎn)化為有機碳儲存在植物體內(nèi)， 以供植株生長所需。以紅樹林為代表的濱海藍碳生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)力是熱帶雨林的1.5 ～ 2 倍， 如果考慮到地下細根對生產(chǎn)力的貢獻， 濱海藍碳植被的初級生產(chǎn)力將更高。它們不僅長得快， 植株體更新的速率也極高。科學研究顯示，海草床中鰻草的葉片在1 年內(nèi)可更新10 次。這種更新頻率令陸地生態(tài)系統(tǒng)望塵莫及。

"肥水不流外人田

第三個“絕招”是高歸還率。也就是說，藍碳生態(tài)系統(tǒng)植株在保持較高生產(chǎn)力的同時，還可將枯枝落葉廢物利用。比如，紅樹群落可以將凈初級生產(chǎn)力的很大一部分（約40%），通過凋落物的方式返還至林地，而一般陸地森林凋落物返還量不足凈初級生產(chǎn)力的25%。紅樹林區(qū)的高溫、高濕、干濕交替的環(huán)境條件及潮水的反復沖擊，創(chuàng)造了凋落物分解的最佳條件，枯枝落葉迅速分解為有機碎屑及可溶性有機物，為浮游生物、底棲生物提供大量的餌料。紅樹林區(qū)的凋落物半分解期甚至比熱帶雨林還短，因此能源源不斷地為林區(qū)各類群消費者提供豐富的食物與營養(yǎng)。

“碳庫保險箱”

濱海藍碳生態(tài)系統(tǒng)不僅擁有極高的固碳能力，在儲碳方面更是身懷絕技。濱海藍碳生態(tài)系統(tǒng)是如何成為“碳庫保險箱”的呢？

“3D”碳庫

陸地植被生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力隨著植被生長停滯會逐漸飽和，而濱海藍碳生態(tài)系統(tǒng)擁有多方位固碳機制，能幫助其維持較高固碳效率。首先在垂直方向上，高效的懸浮物捕獲能力使藍碳系統(tǒng)擁有極高的碳埋藏速率，大量沉積物淤積在地表，使碳庫容量不斷增加。如孟加拉灣100 年內(nèi)碳沉積層新增量大于30 厘米；而我國遼河口濕地的鹽地堿蓬生境，每年表層沉積高度接近8 厘米。其次在水平方向上，藍碳植被通過生物地貌反饋，可逐步在向海一側(cè)拓展生境，形成新的藍碳生態(tài)系統(tǒng)。遼河口濱海鹽沼生境在短短十幾年內(nèi)向海一側(cè)發(fā)展迅速，已形成一座小島，極大增加了該地區(qū)的藍碳儲量。

千年鎖碳

不同于陸地生態(tài)系統(tǒng)一直處于有氧環(huán)境中，濱海藍碳生態(tài)系統(tǒng)沉積物處于潮汐浸淹缺氧狀態(tài)，厭氧環(huán)境抑制了微生物活動，使碳分解速率降至有氧環(huán)境的2%（美國東海岸中部切薩皮克灣鹽沼沉積物有機碳分解率僅為0.03%）； 另一方面， 礦物與有機質(zhì)結(jié)合形成穩(wěn)定復合體（研究人員發(fā)現(xiàn)珠江口沉積物形成穩(wěn)定復合體后抗分解性提升了40%），這使得濱海藍碳生態(tài)系統(tǒng)沉積物中，有機碳的保存時間可達千年尺度。西班牙巴利阿里群島的大洋波喜蕩草海草床沉積巖芯分析顯示，其有機碳層可追溯至公元1 世紀羅馬帝國時期；切薩皮克灣的鹽沼沉積物巖芯中可檢測到3000 年前的有機碳。

以柔克剛

濱海藍碳生態(tài)系統(tǒng)地處海陸交界地帶，面臨來自海洋和陸地的雙重影響，如風暴潮、海平面上升、陸源污染等因素均會直接對其產(chǎn)生負面效應，然而其抗沖擊能力和生態(tài)韌性仍顯著高于陸地生態(tài)系統(tǒng)。2011 年日本大海嘯中，仙臺地區(qū)紅樹林海岸碳庫損失較開闊海岸的損失減少76%，能顯著保護碳庫免受極端災害破壞；對墨西哥灣漏油事件的跟蹤監(jiān)測數(shù)據(jù)證明，原油污染下紅樹林碳封存功能仍保持基準水平的60%，而陸地森林在相同條件下則幾乎喪失固碳能力。

總的來說，濱海藍碳在時間、空間、韌性上的優(yōu)勢使其成為地球上最穩(wěn)定、高效、可靠的天然碳封存系統(tǒng)之一。

價值與挑戰(zhàn)

能的一個方面，作為海陸交錯帶的生態(tài)屏障，藍碳生態(tài)系統(tǒng)更是海岸帶生態(tài)安全的守護者、近海生物多樣性的維護者，具有極高的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。其服務(wù)功能主要包括四個方面：供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支撐服務(wù)及文化服務(wù)。

濱海濕地是高效的天然碳庫，卻在城市化、污染和氣候變化的夾擊下快速消失。據(jù)聯(lián)合國相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，全球已有三分之一的濱海濕地不復存在，這不僅削弱了全球碳儲存能力，更危及人類生存中所需的防洪、凈水等關(guān)鍵生態(tài)功能。

國際社會正在行動。在《巴黎協(xié)定》等框架推動下，中國、澳大利亞和新西蘭的紅樹林修復項目已顯現(xiàn)成效，中國江蘇的鹽沼修復行動也提升了區(qū)域碳匯能力。全球仍需加強政策、技術(shù)和資金支持，公眾參與也尤為關(guān)鍵—從支持環(huán)保政策到參與濕地保護，每個人都能貢獻力量。

藍碳保護不僅關(guān)乎生態(tài)平衡，更是氣候戰(zhàn)略的核心。當我們漫步海灘時，腳下正是維系地球未來的生命系統(tǒng)。守護這片藍色碳庫，就是在守護人類共同的明天。

（鳴謝：文中全部圖片均由作者張家林提供。作者單位：自然資源部寧德海洋中心）

【責任編輯】龔 婷

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