探秘地球 | 湿地，宝贵的“地球之肾”

2022.08.30 中国矿业报   

　　◎  肖红叶 王莉

　　湿地与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统，它是一种重要的土地利用类型，也是山水林田湖草生命共同体的重要组成部分，一向被称为“地球之肾”。它强大的水源涵养和净化功能，对区域农业、工业生产有重要作用，东北黑土区的湿地更为国家粮食安全提供了水源保障。同时，湿地单位面积碳储量位于陆地各类生态系统之首，是隐藏的“固碳小能手”和碳资源的“贮备库”。因此，在当前谋求实现碳中和的时代背景下，在东北黑土区开展湿地固碳研究尤为重要。

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　　什么是湿地

　　“湿地”是我们耳熟能详的词语，但要深究它的确切含义，也许很多人难以回答。因为对于普通人来说，我们直观看到的湿地都只是它的“冰山一角”。关于湿地的准确定义，1971年2月制定、1982年3月修订的《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》（简称《湿地公约》）第一条明确规定：“湿地是指，不问其为天然或人工、长久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带，带有静止或流动的淡水、半咸水或咸水水体，包括低潮时水深不超过6米的水域。”

　　也就是说，湿地是介于陆地和水体之间的过渡地带，按照地理形态划分，包括沼泽湿地、河流湿地、湖泊湿地、近海及海岸湿地（水深不超过6米）以及人工湿地（稻田、水库和鱼塘等）。作为生物多样性最为丰富的自然综合体，湿地有“生命的摇篮”“物种基因库”之称。据统计，全世界超过10亿人以湿地为生，全球40%的物种在湿地中繁衍生存。

　　湿地为何能“碳汇”

　　碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施，吸收大气中的CO2，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。以此类推，湿地的碳汇就是指湿地植物通过光合作用吸收大气中的CO2，随着根、茎、叶和果实的枯萎凋落，植物残体缓慢分解，使大量碳被“锁”在湿地中的过程。

　　在湿地类型中，沼泽湿地是最主要的湿地类型之一，它以泥炭形式储存了大量的碳。同时，它也是陆地生态系统中碳积累速率最快的生态系统之一。泥炭湿地的厌氧条件，极大地限制了营养物质的转化和有机物的分解。泥炭从冰河时期便开始大规模积累，尽管初级净生产量较低，但碳的储量仍不断增长。据专家估算，全球沼泽湿地以每年1毫米堆积速率计算，一年中将有3.7×108吨碳在沼泽地中积累。

　　健康的湿地生态系统具有分解速率低、碳沉积速度快的特征，在植物生长、促淤造陆过程中会积累大量无机碳与有机碳，具有很强的固碳功能。湿地中的植物、藻类和部分细菌，通过光合作用吸收大气中的CO2，使其以有机物的形式储存在植物体内，又通过分解和呼吸作用分解转化成简单的气态产物，大部分以CH4、CO2的形式释放到大气中，形成了湿地碳循环。

　　开展湿地研究的意义

　　湿地除了储存大量有机碳外，同时释放大量的CH4，它是全球CH4的最大自然释放源，在化学元素循环特别是CO2和CH4等温室气体的固定和释放中起着重要的“开关”作用，是全球碳循环中的重要角色，为全球碳减排提供了潜在的空间，对维持全球生态安全具有重要意义。那么，在气候变化背景下，气温升高或水文条件改变对湿地碳循环过程具有怎样的影响？湿地中储存的大量有机碳对气候变化会产生怎样的反馈，是继续充当碳“汇”的角色还是转变成碳“源”？碳“汇”大小是否发生变化？关键在于弄清湿地碳过程控制因子及固碳机制，以便深入认识气候变化、人类活动对湿地碳循环的影响，为利用湿地进行碳减排提供参考依据。

　　中国地质调查局沈阳地质调查中心为探索实现《巴黎协定》的地学解决方案，在我国最大的淡水沼泽湿地分布区，同时也是东北黑土区土地利用变化最为剧烈的地区——三江平原开展了湿地固碳研究。中心通过开展土壤、底泥、沉积柱、植物、水及微生物样品的采集、分析，目前已初步查明三江平原湿地固碳环境因子。他们基于相关性分析，利用协方差矩阵和结构方程模型，绘制了三江平原湿地土壤碳素环境影响因子响应模式图，并采用贝叶斯方法反演，计算了不同环境因子（如温度、降水、土壤理化性质、植物净初级生产力等）对土壤碳含量的直接及间接影响系数。这些为今后探明东北地区沼泽泥炭类型湿地固碳潜力，以及全球气候变化下，沼泽湿地生态系统的碳库稳定性评价提供了有利的信息支撑。

　　（作者单位：中国地质调查局沈阳地质调查中心；中国地质调查局地学文献中心）

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